25/04/2013 - Nouveau design dans les batteries de flux, la solution au stockage d'énergie ?

Menéame

Enquêteurs du Département de l’énergie SLAC (National Accelerator Laboratory) et Université de Stanford, ont conçu une batterie à faible coût et à longue durée de vie qui pourrait permettre aux énergies renouvelables, notamment solaire et éolienne, d’étendre leur gamme de couverture au système électrique.

"Pour une utilisation accrue de l’énergie solaire et éolienne, il est nécessaire d’accumuler et d’utiliser des batteries à partir de matériaux économiques, facilement évoluables et à bon rendement," estime YiCui, professeur associé au département des Sciences des Matériaux et Ingénierie de l’Université de Stanford et membre de l’Institut des Matériaux et Sciences de l’Énergie.

Les premiers résultats de cette enquête ont été publiés dans le magazine Energy & Environmental Science.

Aujourd'hui, le réseau électrique ne peut pas tolérer fluctuations de puissance Soudainement causées par de grandes oscillations dans la lumière du vent solo. Les systèmes de stockage d’énergie peuvent, avec une approche globale de la contribution des énergies renouvelables au système électrique de 20 %, permettre d’amortir leurs pointes et leurs baisses de puissance et d’énergie fournies au réseau électrique par les énergies renouvelables.

Actuellement, batteries à flux représente la technologie la plus prometteuse pour le stockage intermittent d’énergie, car elles sont facilement évolutives tant en termes de capacité de leurs réservoirs de stockage, pompes ou réseaux.

Les batteries de débit de pompent deux liquides différentes à travers une chambre d’interaction où les molécules dissoutes subissent des réactions chimiques qui stockent ou cèdent de l’énergie. La chambre contient une membrane qui permet aux ions, non impliqués dans les réactions, de passer entre les liquides tout en maintenant les ions actifs physiquement séparés.

Ce modèle de conception de batterie a deux principaux inconvénients: le coût élevé des liquides contenant des matériaux spéciaux tels que le Ça va, non ? - particulièrement nécessaire dans les grandes quantités pour pouvoir réaliser un niveau élevé de stockage - et la membrane, qui est également très chère en plus d’exiger un entretien fréquent.

Ces diagrammesIls comparent la nouvelle conception de batterie de flux d’ions de polysulfure Stanford / SLAC 's avec des batteries de flux redox "conventionnels." La nouvelle batterie de débit utilise un seul réservoir et pompe et utilise un revêtement simple au lieu d’une membrane coûteuse pour séparer l’incontinence et la tératomère. Crédit: Greg Stewart, Laboratoire de l’accélérateur national SLAC

Nouveau design et nouveaux matériaux

C’est une nouvelle conception de la batterie réalisée par les chercheurs de Stanford/SLACIl utilise seulement un courant de molécules, et il n’a pas besoin de membrane. Les molécules utilisées proviennent pour la plupart d’éléments relativement bon marché et abondants, tels que: le Lite et Soufre, qui interagissent avec une pièce en métal de Litiorévesté avec une barrière permettant aux électrons de passer sans dégrader le métal.

Lors du déchargement, lesmolécules, dénommées "molécules" polysulfures au lithium, absorbent les ions lithium. Et quand ils sont chargés, ceux-ci les cèdent à nouveau au liquide. Ce flux moléculaire se dissout dans un solvant organique, qui ne présente pas les problèmes de corrosion des batteries à flux à base d’eau.

"Dans les tests de laboratoire initiaux, la nouvelle batterie maintient également une excellente performance de stockage d’énergie à travers plus de 2.000 Chargements et décharges, ce qui équivaut à plus de 5,5 ans avec des cycles quotidiens," a déclaré Cui.

Pour démontrer leur concept, les chercheurs ont créé un système miniature utilisant un boîtier en verre. Ajout d’une solution de polysulfure de lithium dans le réservoir produit immédiatement de l’électricité qui éclaire une LED.

La possibilité de mise à l’échelle de cette nouvelle conception lui permettrait de devenir un système de stockage de plusieurs MWh d’énergie électrique.

À l’avenir, le groupe de Cui prévoit de mettre en place un système à l’échelle du laboratoire pour optimiser son processus de stockage de l’énergie et identifier les problèmes d’ingénierie éventuels, et pour lancer un test sur le terrain à grande échelle.

Pour plus d’informations:

Yuan Yang, Guangyuan Zheng and Yi Cui, Energy Environ. Sci., 2013 http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/EE/C3EE00072A

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Phys.org

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