fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs chinois ont réussi à développer une batterie à flux de zinc en suspension capable de fonctionner en continu pendant 5 128 heures, offrant une nouvelle solution de stockage d'énergie à long terme pour les systèmes d'énergie renouvelable.
Cette batterie, développée par une équipe de recherche de l'Université Fudan et de l'Académie chinoise des sciences, remplace les électrodes de zinc fixes traditionnelles par une suspension fluide de nanoparticules de zinc dans un liquide conducteur. Cette conception surmonte avec succès les difficultés techniques qui ont longtemps entravé les batteries à flux de zinc en permettant une circulation continue des matériaux actifs. La batterie est conçue pour stocker l'électricité excédentaire produite par les panneaux solaires et les éoliennes, et la restituer lorsque la production d'énergie renouvelable diminue.
Lors des tests en laboratoire, le système a atteint une efficacité coulombique de 99,94 %. Une batterie zinc-dioxyde de manganèse utilisant la même architecture a conservé 81,1 % de sa capacité d'origine après 5 500 cycles de charge-décharge, démontrant une excellente durabilité. Fei Wang, chef de l'équipe de recherche, a déclaré dans une interview aux médias que le principal avantage de cette conception est de transformer le zinc d'une électrode statique en un vecteur d'énergie dynamique. La nouvelle conception abandonne les électrodes de zinc solides pour transformer le zinc lui-même en un vecteur d'énergie fluide.
Cette batterie combine des nanoparticules de zinc avec une structure de carbone creuse et un électrolyte contrôlé par des ligands. Cet ensemble de composants aide à empêcher l'agglomération des particules de zinc lors des cycles de charge-décharge répétés, tout en maintenant une réaction électrochimique stable. L'équipe de recherche souligne que la structure à flux permet de séparer la capacité de stockage d'énergie de la puissance de sortie, ce qui facilite l'extension de la batterie pour des applications de plus longue durée sans avoir à reconcevoir la cellule électrochimique. Fei Wang a indiqué qu'il avait été inspiré lors d'une visite dans une usine d'électrolyse du zinc, réalisant que le processus industriel de gain d'électrons par lequel le Zn²⁺ se transforme en zinc métallique pouvait être directement utilisé pour le stockage d'énergie.
Selon l'équipe de recherche, la combinaison de la structure à flux avec la chimie d'interface contrôlée par des ligands résout les problèmes clés qui limitaient les systèmes à suspension de zinc, notamment l'agglomération des particules, les réactions instables et la dégradation de l'interface. L'équipe est convaincue que cette technologie pourra à terme soutenir le stockage à grande échelle de l'électricité provenant de sources d'énergie renouvelables intermittentes telles que les parcs solaires et éoliens. En augmentant le volume de la suspension dans les réservoirs externes, la capacité énergétique de la batterie peut être étendue sans nécessiter de modifications majeures du système électrochimique central. Fei Wang a déclaré que les recherches futures se concentreront sur la transformation du concept de suspension de zinc fluide d'une échelle de laboratoire à un système pratique de stockage d'énergie à long terme, avec des plans pour optimiser la chimie de la suspension, améliorer l'intégration du système et explorer le développement de vecteurs d'énergie métalliques fluides similaires au-delà des systèmes à base de zinc.
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Nature Energy.
