Les chercheurs obtiennent des résultats prometteurs contre la perte de capacité des batteries au vanadium

Une étude computationnelle menée au Brésil pourrait contribuer à prolonger la durée de vie de ces batteries, qui sont largement utilisées par les services publics et les fabricants

23.11.2023

Un article rédigé par des chercheurs du Centre de développement des matériaux fonctionnels (CDMF) au Brésil décrit une stratégie efficace pour atténuer la perte de capacité de charge dans les batteries à flux redox au vanadium, qui sont utilisées par les compagnies d'électricité, entre autres, et qui peuvent accumuler de grandes quantités d'énergie. Le CDMF est un centre de recherche, d'innovation et de diffusion (RIDC) financé par le FAPESP et hébergé par l'université fédérale de São Carlos (UFSCar) dans l'État de São Paulo.

L'étude a consisté en des simulations informatiques visant à déterminer comment la fuite d'ions entre l'anolyte et le catholyte, appelée perte de transport, entraîne la désactivation de la batterie, et comment atténuer cette perte afin de maintenir la concentration d'ions constante au fil du temps. Dans un premier temps, les chercheurs ont estimé les effets de la densité de courant, de la concentration en espèces actives et du débit volumétrique sur la perte de capacité. La deuxième étape a consisté à rechercher les conditions optimales pour minimiser la perte de capacité en se basant sur le flux entre les réservoirs d'électrolyte dans la direction opposée à la contamination croisée (transport d'espèces électroactives à travers la membrane).

Les résultats ont montré que la densité de courant et la concentration en espèces actives étaient les principales variables affectant la perte de capacité. Selon les chercheurs, leur approche a permis d'atténuer la contamination croisée dans différentes combinaisons des deux variables, fournissant un flux optimal entre les réservoirs d'électrolyte dans différentes conditions de fonctionnement.

Ernesto Pereira, dernier auteur de l'article et professeur à l'UFSCar, note que le principal avantage des batteries à flux redox est l'absence de vieillissement des électrodes, car les composants électroactifs sont dissous dans des solutions au lieu d'être enduits sur les électrodes.

Les batteries commerciales à flux redox au vanadium devraient avoir une durée de vie plus longue que les autres types de batteries, bien que l'étude ait été réalisée à petite échelle. "La perte d'efficacité énergétique due au vieillissement est minime, étant donné le rythme lent du vieillissement", a-t-il déclaré.

Les chercheurs ont expliqué qu'ils explorent et analysent les batteries à flux par le calcul, avec des batteries commerciales comme modèle, dans le cadre d'une stratégie plus large qui comprend le développement de nouvelles substances organiques pour ce type de batterie.

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.

Publication originale

Luis Felipe Pilonetto, Felipe Staciaki, Eryka Nóbrega, Evaldo B. Carneiro-Neto, Jeyse da Silva, Ernesto Pereira; "Mitigating the capacity loss by crossover transport in vanadium redox flow battery: A chemometric efficient strategy proposed using finite element method simulation"; Chemical Engineering Journal, Volume 474

https://www.chemeurope.com/fr/news/1182104/les-chercheurs-obtiennent-des-resultats-prometteurs-contre-la-perte-de-capacite-des-batteries-au-vanadium.html