Une batterie à double flux redox au vanadium et au manganèse pour stocker de l’énergie et générer de l’hydrogène

Conçue par des chercheurs suisses, la batterie présente une stabilité intéressante sur 50 cycles, avec un rendement énergétique moyen de 68 % et un rendement de la tension de séparation de l’eau de 64,1 %. Selon ses créateurs, le dispositif produit de l’hydrogène pur qui ne demande qu’à être séché et comprimé pour un stockage optimal.

Image: Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL)

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D’après pv magazine international.

Des scientifiques du Laboratoire d’électrochimie physique et analytique (LEPA) de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) ont mis au point une batterie à double flux au vanadium et au manganèse qui peut être utilisée à la fois pour le stockage d’énergie et la production d’hydrogène. L’équipe de recherche estime que le système est particulièrement intéressant pour les applications de transport.

Selon les scientifiques, la batterie a fait preuve d’une grande stabilité sur 50 cycles, avec un rendement énergétique moyen de 68 % à une densité de courant de 50 mA . cm-2 et un rendement de tension de séparation de l’eau de 64,1 %. « L’hydrogène produit par le système LEPA est pur et ne nécessite que d’être séché et comprimé pour un stockage optimal », ont-ils affirmé. « Ce système est également plus sûr que les systèmes conventionnels car il génère l’oxygène et l’hydrogène séparément, plutôt que simultanément, ce qui réduit le risque d’explosion. »

Le système ainsi mis sur pied combine une batterie conventionnelle à flux redox (RFB) avec deux réacteurs catalytiques capables de produire de l’hydrogène vert en utilisant le fluide qui traverse la batterie. Contrairement aux batteries à flux redox classiques, la batterie à double flux, une fois entièrement chargée, peut décharger son fluide dans les réacteurs catalytiques, créant ainsi plus d’espace de stockage. « La RFB à double circuit a l’avantage d’offrir deux modes de décharge en plus de stocker l’énergie au-delà de la capacité énergétique des électrolytes en formant un réservoir d’énergie renouvelable à hydrogène », a déclaré le groupe suisse.

« Ce système se distingue du RFB conventionnel dans la mesure où il comprend une plateforme d’énergie secondaire dans laquelle l’énergie électrochimique peut être convertie en hydrogène renouvelable par fractionnement de l’eau via un processus d’électrocatalyse redox », expliquent les chercheurs. Ce nouveau type de production d’hydrogène à partir de l’eau repose sur l’utilisation d’un médiateur redox sur des particules solides d’électrocatalyseur dans un réacteur et offre plusieurs avantages par rapport à l’électrolyse classique en termes de sécurité, de dégradation de la membrane, de pureté et de flexibilité.

Les médiateurs redox, qui sont des agents chimiques dotés d’une activité électrochimique et capables d’échanger des électrons avec des combustibles ou des oxydants, sont des composants cruciaux de la réaction de dégagement d’hydrogène de ce dispositif. Ils doivent être choisis avec soin, car ils doivent garantir la réversibilité, la solubilité et la stabilité de ses performances.

Tous les détails sur la batterie sont disponibles dans l’article Combined hydrogen production and electricity storage using a vanadium-manganese redox dual-flow battery, publié dans Cell Reports Physical Science.

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