L’approvisionnement intermittent en électricité verte nécessite un stockage à grande échelle pour maintenir la stabilité de nos réseaux électriques. Étant donné que les batteries normales ne s’adaptent pas très bien, l’idée d’utiliser des batteries à flux, qui stockent l’électricité dans un fluide, est attrayante. Cependant, ces batteries contiennent des métaux rares et sont chères. Des scientifiques de l’Université de Groningen, aux Pays-Bas, ont conçu un électrolyte de batterie à flux qui pourrait résoudre les deux problèmes. Leurs résultats ont été publiés dans le Journal of the American Chemical Modern society le 8 mars. Les batteries Movement ne sont pas très différentes des batteries de tous les jours que nous utilisons. La grande différence est que l’énergie est stockée dans deux fluides séparés avec des produits chimiques dissous pour le stockage de la cost. L’électricité est stockée (et ensuite libérée) en pompant ces fluides à travers une cellule électrochimique qui contient une membrane à travers laquelle les ions peuvent être échangés. Le contenu énergétique d’une telle batterie est évolutif en utilisant simplement des réservoirs de stockage additionally grands pour les fluides.
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La Chine a récemment installé des batteries à flux pour réduire la variabilité de la output d’électricité verte. « Une capacité de stockage à grande échelle est nécessaire lorsque les sources intermittentes, telles que l’énergie solaire et éolienne, deviennent furthermore importantes dans le blend électrique, car or truck le réseau pourrait être déstabilisé », déclare Edwin Otten, professeur associé de chimie inorganique moléculaire à l’université de Groningen. « Le form de batterie utilisé par les Chinois a été conçu dans les années 1980 et est basé sur une remedy contenant du vanadium. » Ce métal n’est extrait que dans quelques endroits sur Terre. «Cela signifie que l’approvisionnement ne peut pas toujours être garanti et qu’il est plutôt coûteux», explique Otten. De in addition, il nécessite une membrane spéciale pour séparer les deux fluides, ce qui augmente également les coûts. C’est pourquoi le groupe de recherche d’Otten, en collaboration avec des collègues de l’Université d’Eindhoven (Pays-Bas) et de l’Université strategy du Danemark, a entrepris de concevoir un nouveau variety de matériau de batterie à flux.
radical de Blatter
«Nous voulions une batterie symétrique où les deux réservoirs contiennent le même fluide», explique Otten. « De furthermore, nous voulions qu’il soit basé sur une molécule organique plutôt que sur un métal ». Les deux côtés de la batterie à circulation contiennent généralement des fluides de composition différente. Des batteries symétriques ont été conçues en reliant les molécules utilisées des deux côtés et en remplissant les deux réservoirs avec la molécule hybride résultante. «L’inconvénient de cette approche est qu’une seule partie de la molécule est utilisée de chaque côté. Et, lors de l’utilisation, des radicaux réactifs apparaissent qui se dégradent avec le temps. Cela rend la stabilité un problème. Otten et son équipe ont utilisé une approche différente. Ils ont cherché une seule molécule steady, capable d’accepter ou de donner des électrons et donc utilisable des deux côtés de la batterie. Le composé le as well as prometteur était un radical Blatter, un composé organique bipolaire qui peut accepter ou donner un électron dans une réaction redox. «La molécule que nous avons sélectionnée était également intrinsèquement stable», déclare Otten. Ils ont testé le composé dans une petite cellule électrochimique. Il a bien fonctionné et est resté stable sur 275 cycles de demand/décharge. «Nous devons porter cela à des milliers de cycles cependant, nos expériences sont une preuve de concept. Il est feasible de réaliser une batterie à flux symétrique qui présente une bonne stabilité. Le radical Blatter organique est relativement facile à fabriquer et bien qu’il ne soit actuellement pas produit dans l’industrie, une mise à l’échelle devrait être attainable.
Déséquilibre
« Un autre avantage de notre conception symétrique est que ce n’est pas un gros problème si une partie de notre composé traverse la membrane pendant l’utilisation », explique Otten. « Cela pourrait entraîner un volume légèrement supérieur dans l’un des réservoirs, mais tout déséquilibre est facilement rétabli en inversant simplement la polarité. » Au cours de leurs assessments, ils ont montré que cela fonctionne bien comme prévu. D’autres conceptions expérimentales de batteries symétriques n’étaient pas suffisamment stables pour obtenir le nombre de cycles nécessaires pour le prouver. L’étape suivante consiste à créer une edition soluble dans l’eau des radicaux Blatter. La plupart des cuves à circulation sont conçues pour des fluides à base d’eau, car l’eau est bon marché et non inflammable. « Les doctorants de mon groupe y travaillent déjà. » Une étape supplémentaire consiste à augmenter la stabilité et la solubilité du radical Blatter et à le tester à in addition grande échelle. Otten : « Le test very important est de voir si nos composés seront suffisamment stables pour des purposes commerciales.
