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Se renseigner sur les Batteries à flux

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Une batterie à flux est un type de cellule électrochimique où l'énergie chimique est fournie par deux composants dissouts dans des liquides séparés par une membrane. L'échange d'ions se produit à travers la membrane tandis que les deux liquides circulent dans leur propre espace respectif. La tension des cellules est déterminée chimiquement par l'équation de Nernst, et varie, dans des applications pratiques, de 1 à 2,2 volts.

Une batterie à flux contient un électrolyte qui convertit de manière réversible l'énergie chimique directement en électricité. L'électrolyte supplémentaire est stocké à l'extérieur, généralement dans des réservoirs, et est généralement pompé à travers la cellule (ou les cellules) du réacteur, bien que les systèmes d'alimentation par gravité existent.

Les batteries peuvent être rapidement rechargées en remplaçant le liquide électrolyte tout en récupérant simultanément le matériau usagé pour le remettre sous tension. La quantité totale d'électricité pouvant être produite dépend alors de la taille des réservoirs de stockage.

Batterie à flux de type redox

La cellule redox est une cellule réversible dans laquelle les composants électrochimiques sont dissouts dans l'électrolyte. Les batteries à flux redox sont rechargeables. Parce quelles utilisent un transfert d'électrons hétérogène plutôt que la diffusion ou l'intercalation à l'état solide, elles sont parfois appelées piles à combustible.

La pile à combustible régénérative Helios de la NASA est une autre pile à combustible réversible. D'autres exemples de batteries à flux redox concernent la batterie à flux redox au vanadium, la batterie au bromure de polysulfure et la batterie à flux redox à l'uranium. Les batteries à flux redox ont à la fois une énergie spécifique faible (ce qui les rend trop lourds pour les véhicules entièrement électriques) et une faible puissance spécifique (ce qui les rend trop coûteux pour le stockage stationnaire d'énergie).

Les batteries à flux hybrides

La batterie à flux hybride utilise un ou plusieurs composants électro-actifs déposés sous forme de couche solide. Dans ce cas, la cellule électrochimique contient une électrode de batterie et une électrode de pile à combustible. Ce type de batterie est limité en énergie par la surface de l'électrode. Les batteries à flux hybride comprennent les batteries au zinc-brome, au zinc-cérium, au plomb-acide et au sel de fer.

Les batteries à flux sans membrane

Une batterie sans membrane repose sur un flux laminaire dans lequel deux liquides sont pompés à travers un canal. Ils subissent des réactions électrochimiques pour stocker ou libérer de l'énergie. Les solutions circulent de façon parallèle. Le flux sépare naturellement les liquides, éliminant le besoin d'une membrane.

Les membranes sont souvent le composant le plus coûteux et les composants les moins fiables des batteries, car elles peuvent se corroder en cas d'exposition répétée à certains réactifs. L'absence de membrane a permis l'utilisation d'une solution de brome liquide et d'hydrogène. Une telle batterie peut atteindre une densité de puissance maximale de 7950 W/m2, soit trois fois plus que les batteries lithium-ion.

Les batteries à flux organique

Comparées aux batteries à flux traditionnelles, qui ont été développées depuis des décennies, les batteries à flux organique ont émergé en 2009 et sont prometteuses pour surmonter les inconvénients majeurs qui empêchaient jusque là un déploiement économique des batteries à flux. Les batteries à flux organique pourraient être classées en deux catégories: les batteries à flux organique aqueuses (AORFB) et les batteries à flux redox organique non aqueuses (NAORFB).

Les AORFB utilisent de l'eau comme solvant pour les matériaux électrolytiques tandis que les NAORFB utilisent des solvants organiques.

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