Stockage de l’énergie: l’avènement des batteries à flux organique non toxiques

Les intenses recherches actuelles pour trouver des moyens rentables de stocker l’énergie des sources renouvelables intermittentes comme le solaire et l’éolien commencent à porter leurs fruits. Ce qui devrait permettre à court terme de rendre ces énergies compétitives, fiables et diffusables plus facilement dans le monde entier.

Se passer de solvant corrosif

Plusieurs obstacles subsistent pour stocker de manière rentable et efficace l’énergie sur des réseaux, c’est-à-dire là où il n’y a pas de contrainte d’espace comme c’est le cas sur une voiture ou un téléphone portable. Les solutions proposées aujourd’hui sont des grands réservoirs externes stockant des électrolytes, généralement métalliques ou organométalliques dans des solvants extrêmement acides. Ce qui pose des problèmes de coûts et de sécurité : les matériaux et composants sont très techniques et donc chers, leur durablité n’est pas toujours garantie car ils doivent résister à une extême acidité et ils présentent des dangers pour l’homme et l’environnement lors de la manipulation ou en cas de fuite. Les scientifiques cherchent donc des composés hydrosolubles pour pouvoir utiliser un solvant aqueux à pH neutre ou quasi-neutre. C’est ce qu’ont réussi la start-up rennaise Kemwatt et une équipe de l’université de Harvard.

Un prototype de 10kW

Kemwatt présentait son prototype industriel de batterie à flux organique en septembre 2016. Annonçant qu’il avait réussi à mettre au point un système basé sur une solvant aqueux à pH très légèrement alcalin et des électrolytes organiques tels que les quinones, donc biodégradables. Son prototype d’une capacité de stockage de 10kwh est en cours de tests avec différents partenaires. Kemwatt espère mettre au point le produit final dans les mois qui viennent pour pouvoir initier les ventes le plus tôt possible.

L’utilisation de molécules organiques comme les quinones avait été révélé en 2014 par une équipe de Harvard dont le laboratoire vient de présenter une autre solution dans un article publié dans l’ACS Energy Letters début février.

Rendre soluble le ferrocène

Avec, eux aussi, plusieurs demandes de brevets à la clé, les scientifiques de l’université de Harvard ont réussi à modifier les structures de deux électrolytes courants pour les rendre efficaces et solubles dans l’eau. D’une part, ils ont amélioré la durabilité du violagène, composé organique hydrosoluble mais qui se dégrade rapidement et d’autre part ils ont réussi à rendre le ferrocène hydrosoluble alors qu’il était jusqu’ici utilisé avec des solvants inflammables.

Au final, ils annoncent que leur batterie est non toxique mais aussi de très longue durée: elle perdrait 1% de sa capacité de stockage tous les 1000 cycles de charge/décharge. Ce qui, en utilisation classique sur un réseau électrique, pourrait la faire durer 10 ans. Les chercheurs travaillent désormais avec plusieurs entreprises pour mettre au point des prototypes industriels.

Sophie Hoguin