Une nouvelle batterie prometteuse pour l'énergie verte
La batterie à flux redox élimine les membranes coûteuses et inefficaces
Jimmy Jiang imagine un avenir où chaque maison sera alimentée par de l'énergie renouvelable stockée dans des batteries. Dans son laboratoire de chimie, Jiang et ses étudiants de l'université de Cincinnati ont créé une nouvelle batterie qui pourrait avoir de profondes répercussions sur le stockage de l'énergie à grande échelle nécessaire aux parcs éoliens et solaires.
Jack McGrath, doctorant à l'université de Cincinnati, brandit un bécher de liquide dans un laboratoire de chimie.
Andrew Higley/UC
Des innovations telles que celle de l'UC auront des effets profonds sur l'énergie verte, a déclaré M. Jiang. Les batteries stockent l'énergie renouvelable au moment où elle est nécessaire, et non pas seulement au moment où elle est produite. C'est essentiel pour tirer le meilleur parti de l'énergie éolienne et solaire. "La production et la consommation d'énergie sont toujours en décalage. "C'est pourquoi il est important de disposer d'un dispositif capable de stocker temporairement cette énergie et de la restituer en cas de besoin. Les chercheurs ont décrit leur nouvelle conception dans la revue Nature Communications.
Les batteries de voiture traditionnelles contiennent un mélange d'acide sulfurique et d'eau. Bien qu'elles soient peu coûteuses et fabriquées à partir de matériaux facilement disponibles, elles présentent de graves inconvénients pour une utilisation industrielle ou à grande échelle. Leur densité énergétique est très faible, ce qui n'est pas utile pour stocker les mégawatts d'énergie nécessaires à l'alimentation d'une ville. De plus, leur seuil de stabilité électrochimique est bas. Selon M. Jiang, cela signifie qu'elles peuvent exploser.
"L'eau a une limite de tension. Lorsque la tension d'une batterie aqueuse dépasse la fenêtre de stabilité de 1,5 volt, l'eau peut se décomposer ou se diviser en hydrogène et en oxygène, ce qui est explosif", explique-t-il. Mais Jiang et ses étudiants ont mis au point une batterie sans eau qui peut générer une puissance de près de 4 volts. La nouvelle conception de Jiang permet de se passer d'un séparateur à membrane, qui est l'un des éléments les plus coûteux de ce type de batteries, a-t-il expliqué.
"Les membranes sont très coûteuses", a déclaré M. Jiang. "Nous avons mis au point un nouveau type de matériau de stockage de l'énergie qui améliore les performances à moindre coût. De même, les membranes sont inefficaces. "Elles ne peuvent pas séparer complètement les côtés positif et négatif, de sorte qu'il y a toujours un croisement", a-t-il ajouté. Le groupe a déposé des demandes de brevets provisoires. "Le chemin à parcourir est encore long", a déclaré M. Jiang.
Mais selon lui, nous nous dirigeons à grands pas vers une révolution des batteries dans les 20 prochaines années. "Je suis confiant à ce sujet. De nombreuses recherches intensives sont menées pour repousser les limites des performances des batteries", a-t-il déclaré. Ses étudiants sont tout aussi enthousiastes. Rabin Siwakoti, doctorant et coauteur de l'étude, affirme que la batterie offre une plus grande densité énergétique. "Ainsi, même une petite batterie peut fournir plus d'énergie", a-t-il déclaré. "Nous avons réussi à éliminer la membrane d'une batterie, qui représente une part importante des coûts initiaux. Elle représente jusqu'à 30 % du coût de la batterie", a déclaré Jack McGrath, coauteur et étudiant en doctorat.
Soumalya Sinha, coauteur et professeur invité à l'université de Californie, a déclaré que les pays s'efforçaient de mettre au point des batteries moins chères et plus efficaces. "Cette conception permet de réduire considérablement les coûts des matériaux", a-t-il déclaré. "Nous essayons d'obtenir les mêmes performances à un coût moindre.
Les autres contributeurs sont Rajeev Gautam, auteur principal et chercheur postdoctoral à l'UC, Xiao Wang, étudiant en doctorat, et Amir Lashgari, diplômé en doctorat à l'UC.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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