Nouvelle direction pour le stockage d’énergie à long terme : batterie à flux de vanadium

Nouvelle direction pour le stockage d’énergie à long terme : batterie à flux de vanadium

La batterie à flux de vanadium est une batterie redox avec du vanadium comme support. Son nom complet est Batterie à flux redox au vanadium (VFB), proposé par Marria Kacos de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, Australie en 1985. Le système de stockage d'énergie par batterie au vanadium a une efficacité de stockage d'énergie élevée et peut être largement utilisé dans le stockage d'énergie dans les centrales électriques. Il peut stocker l’excès d’électricité sous faible charge et alimenter le réseau en tant que source d’énergie auxiliaire sous forte charge, réduisant ainsi le gaspillage d’énergie.

Les batteries au vanadium peuvent stocker de l'énergie pendant une longue période. En cas d'urgence, l'électrolyte stocké peut être immédiatement utilisé, ce qui est beaucoup plus rapide que les dispositifs de production d'électricité de secours. Il peut être utilisé comme alimentation de secours après une panne de courant. Étant donné que les sources d'énergie intermittentes telles que l'énergie éolienne et photovoltaïque ont une faible stabilité de production d'électricité, des fluctuations de tension et des scintillements, et ne peuvent pas former une alimentation électrique stable, un système de stockage d'énergie à haut rendement et à faible coût est nécessaire pour coopérer avec elles. Les batteries au vanadium répondent tout simplement à cette exigence et disposent d'une énergie de stockage réglable, d'une capacité et d'un état de charge faciles à surveiller, ainsi que d'un ajustement flexible de la puissance de charge et de décharge en fonction des besoins.

Les batteries au vanadium ont un faible taux d'autodécharge et une énergie spécifique élevée, et peuvent être utilisées pour construire des centrales électriques à batterie au vanadium à grande échelle, réduisant considérablement la demande d'installation d'équipements de transmission longue distance. Ils ont une efficacité économique très supérieure et réduisent les risques de sécurité provoqués par un grand nombre d'équipements de transmission à haute tension.

La batterie à flux vanadium présente les avantages suivants :
Flexibilité de configuration. La batterie au vanadium a une conception flexible. La puissance de sortie de la batterie est déterminée par la taille de la pile. L'augmentation du nombre de cellules individuelles et de la surface effective peut augmenter la puissance de la pile. La capacité de la batterie est déterminée par la quantité d'électrolyte. L'augmentation du volume et de la concentration de l'électrolyte peut augmenter la capacité de la batterie. La puissance et la capacité peuvent être ajustées en fonction de la taille de la charge de divers sites et domaines d'application. Pour les centrales électriques à grande échelle, l’augmentation de la capacité de stockage d’énergie peut réduire le coût actualisé par kilowattheure.

Longue durée de vie de la batterie. La batterie au vanadium a un nombre de cycles de plus de 13 000 fois et une durée de vie de plus de 20 ans. La charge et la décharge profondes du système n'affecteront pas les performances de la batterie et la profondeur de décharge du système (DOD) est ≥90 %. La charge et la décharge à une densité de courant rapide et élevée n'endommageront pas la batterie.

Haute sécurité. Les batteries au vanadium sont des systèmes à base d'eau qui ne nécessitent pratiquement aucune gestion thermique, sont exemptes de risques d'explosion et d'incendie et sont équipées de dispositifs étanches pour empêcher les fuites d'électrolyte.

Respectueux de l'environnement. Les électrolytes positifs et négatifs des batteries au vanadium ne se touchent pas directement, peuvent être recyclés indéfiniment et ne pollueront pas l'environnement. Les électrodes des matériaux de la pile de batteries sont constituées de feutre de carbone/graphite et les plaques bipolaires sont principalement constituées de matériaux de graphite ou de carbone, qui ne pollueront pas l'environnement après avoir été mises au rebut. Les autres matériaux sont pour la plupart des matériaux polymères et peuvent être recyclés.

Faible coût du cycle de vie. Les batteries au vanadium nécessitent un investissement initial important et les coûts des matériaux représentent une part importante, de sorte que le coût d'investissement unitaire est supérieur à celui des batteries au lithium, mais elles présentent l'avantage de la durabilité. Du point de vue des coûts du cycle de vie, le coût de construction des batteries à flux de vanadium est bien inférieur à celui des batteries au plomb et des batteries lithium-ion.