Batterie à flux redox au vanadium
BATTERIES SECONDAIRES – SYSTÈMES DE FLUX
de MJ Watt-Smith,… FC Walsh, dans Encyclopédie des sources d'énergie électrochimiques
Le vanadium–batterie à flux redox au vanadium (VRB)a été largement lancé par M. Skyllas-Kazacos et ses collègues en 1983 à l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, en Australie. La technologie est actuellement développée par plusieurs organisations, dont E-Fuel Technology Ltd au Royaume-Uni et VRB Power Systems Inc. au Canada. Une particularité du VRB est qu'il utilise le même élément chimique dans lel'anode et les électrolytes de la cathode. Le VRB utilise les quatre états d’oxydation du vanadium et, idéalement, il y a un couple rédox de vanadium dans chaque demi-cellule. Les couples V(II) – (III) et V (IV) – (V) sont utilisés respectivement dans les demi-cellules négatives et positives. Généralement, l'électrolyte de support est l'acide sulfurique (∼2–4 mol dm−3) et la concentration en vanadium est comprise entre 1 et 2 mol dm−3.
Les réactions charge-décharge dans le VRB sont présentées dans les réactions [I]–[III]. Pendant le fonctionnement, la tension en circuit ouvert est généralement de 1,4 V à un état de charge de 50 % et de 1,6 V à un état de charge de 100 %. Les électrodes utilisées dans les VRB sont généralementfeutres de carboneou d'autres formes poreuses et tridimensionnelles de carbone. Les batteries de moindre puissance utilisaient des électrodes composites carbone-polymère.
Un avantage majeur du VRB est que l’utilisation du même élément dans les deux demi-cellules permet d’éviter les problèmes associés à la contamination croisée des électrolytes des deux demi-cellules lors d’une utilisation à long terme. L'électrolyte a une longue durée de vie et les problèmes d'élimination des déchets sont minimisés. Le VRB offre également une efficacité énergétique élevée (<90 % dans les grandes installations), un faible coût pour les grandes capacités de stockage, une évolutivité des systèmes existants et une longue durée de vie. Les limites possibles incluent le coût d'investissement relativement élevé des électrolytes à base de vanadium ainsi que le coût et la durée de vie limitée de la membrane échangeuse d'ions.
Heure de publication : 31 mai 2021