Batteries en flux continu

Le stockage de l'énergie électrique par des batteries en flux continu

Un des handicaps de l'énergie électrique est qu'elle ne peut pas être stockée de telle façon que les excédents produits à certains moments puissent être redistribués quand la consommation dépasse la production. La solution la plus généralement pratiquée est celle de l'interconnexion par des réseaux géants ou grids reliant des centres de production et de consommation dont les pics ne sont pas simultanés. Ce problème est posé à tous les électriciens, qu'ils fassent appel aux centrales à énergie fossile, au nucléaire ou à la houille blanche. Mais à plus petite échelle, il se pose aussi aux gérants des sites de production d'électricité d'origine éolienne ou solaire. Il n'y a rien de plus inconstant que le vent et le soleil. De plus, ils font souvent défaut au moment où la demande est la plus forte. Le stockage de l'énergie électrique par l'intermédiaire de batteries est pratiqué ici et là, mais le procédé est coûteux, lourd et de faible capacité.

Or il semble qu'une solution soit en voie d'être trouvée pour résoudre cette difficulté et rendre les batteries véritablement utilisables pour emmagasiner de l'électricité, ceci pratiquement sans limite. La solution est apparemment simple. Encore fallait-il y penser. Il s'agit du système dit des batteries en flux continu (flow batteries).

Le Massachusetts Institute of Technology (MIT) a présenté la semaine dernière ses dernières avancées en matière de batteries de propulsion. Les batteries à flux ne sont pas nouvelles, mais les travaux du MIT consistent à les rendre plus compactes et économiques.

Dans ces batteries, les électrodes (cathode et anode) se présentent sous forme de particules solides en suspension dans leurs électrolytes respectifs. Dans une batterie classique plomb-acide, les électrodes baignent dans la même solution. Ici, les deux liquides circulent dans le système grâce à des pompes, en n’étant séparés que par une membrane. Au travers de celle-ci, les particules peuvent passer, permettant ainsi la réaction chimique à l’origine du courant électrique « émis » aux bornes de la batterie. Les fonctions stockage et production d’énergie sont donc séparées.

Progrès revendiqué par le MIT, l’introduction d’électrolytes semi-solides, à savoir d’une viscosité élevée. Ce composé est de couleur noire, d'où l'affectueuse appellation "Cambridge crude" (brut de Cambridge). Ainsi, la vitesse de circulation du fluide s’en trouve considérablement réduite, tout en fournissant la même puissance. C’était le point faible de cette technologie, qui imposait un gros débit et une quantité élevée d’électrolyte pour fonctionner. D’où un encombrement qui en interdisait l’application sur des véhicules. Cerise sur le gâteau, ce système est facilement reproductible à grande échelle, versatile et économique.

Faire le plein, tout simplement.

Avantage immédiat pour l’utilisateur, la recharge n’est plus une fatalité : il suffit de renouveler l’électrolyte pour retrouver le niveau de charge optimal, même si l’on peut toujours recharger de manière conventionnelle. Que ce soit "à la pompe" ou via des réservoirs extractibles, la rapidité est en effet sans précédent dans le monde de la propulsion électrique. Le MIT assure en outre la compatibilité avec la technologie lithium-ion, et ne voit pas d’obstacles à l’optimisation et à l’adaptation de la batterie à différentes applications, en jouant sur la chimie de l’électrolyte.

L’institut américain s’est fixé pour but d’élaborer un prototype opérationnel d’ici à septembre 2013, date à laquelle la bourse du ministère de la Défense arrive à échéance. Ce serait la dernière étape avant de voir les premières voitures électriques embarquer ce système. Étant donné l’optimisme affiché par les directeurs du projet quant à la modularité de l’installation, les deux-roues pourraient bientôt profiter de cette innovation. Moins contraignants, et surtout moins chers, voilà qui pourrait bien ouvrir l'horizon des deux-roues électriques, urbains ou non.

Le future cette batterie