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Stockage d’électricité : cap sur des membranes de batteries à bas coût

Stockage d'énergie
22/11/2019

Quand il s’agit de concevoir des batteries, la question du coût est incontournable. La membrane, cette pièce qui aide à garantir la stabilité de la batterie, peut représenter à elle seule 20% du prix final. Il est primordial de se pencher aujourd’hui sur ce composant, en particulier dans le cadre de la transition énergétique ; c’est dans ce contexte que scientifiques et ingénieurs travaillent au développement de batteries grand format, fiables et abordables, à même de stocker de l’énergie sur le réseau électrique. 

Des chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) du Département de l’Energie des Etats-Unis planchent actuellement sur une solution : l’équipe met au point une nouvelle membrane qui pourrait à la fois réduire le coût de production et prolonger de manière considérable la durée de vie des batteries à flux — ces batteries géantes conçues pour les réseaux électriques, utilisant un électrolyte aqueux pour stocker de l’électricité.

Composants clés

Cette technologie de pointe repose sur une catégorie de polymères (ces ensembles de macromolécules) appelés « polymères aqueux de microporosité intrinsèque » — AquaPIMS pour les intimes. Ces membranes AquaPIMS permettraient la conception de batteries à partir de matériaux abondants et bons marchés tels que l’eau, le zinc et le fer.

L’importance de la durée de vie

Les chercheurs ont également conçu un modèle capable de prévoir le rendement et la durée de vie d’une batterie. En général, les scientifiques se concentrent sur l’amélioration de la durée de vie d’une batterie après avoir construit une pile, entraînant inévitablement des retards. Ce nouveau modèle rattache la performance de la batterie aux performances de diverses membranes, permettant de savoir rapidement combien de temps la batterie va durer. Les chercheurs ont par ailleurs démontré que ce modèle pouvait être appliqué à d’autres types de batterie.

Une alternative abordable 

On doit la découverte de cette technologie AquaPIM aux expérimentations sur concernant la création de membranes à même de fonctionner dans un milieu alcalin aqueux (de nombreux réseaux ont recours à des électrodes alcalines). La membrane AquaPIM sert alors d’alternative aux membranes fluoropolymères, qui exigent l’utilisation de produits chimiques acides et qui peuvent rapidement s’avérer très onéreuses.

En quoi c’est important

S’attaquer au problème de stockage sous-jacent à la transition vers le renouvelable passe obligatoirement par la conception de batteries à flux à coût raisonnable ; car comment conserver l’énergie propre générée si le soleil ne brille pas et si le vent ne souffle pas ? 

Et après ?

L’équipe du Berkeley Lab cherche à présent à adapter la technologie AquaPIM à de nouveaux matériaux, tout en expérimentant le fonctionnement des membranes selon différents types de batteries… pour qu’enfin le coût d’une batterie ne soit plus un frein à la transition énergétique !


Source : Science Daily


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