Batterie à flux redox au vanadium
BATTERIES SECONDAIRES – SYSTÈMES DE FLUX Vue d'ensemble
d'après MJ Watt-Smith, … FC Walsh, dans l'Encyclopédie des sources d'énergie électrochimiques
Le vanadium–batterie redox à flux de vanadium (VRB)Cette technologie a été en grande partie développée par M. Skyllas-Kazacos et ses collaborateurs en 1983 à l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, en Australie. Elle est actuellement développée par plusieurs organisations, dont E-Fuel Technology Ltd au Royaume-Uni et VRB Power Systems Inc. au Canada. Une caractéristique particulière de la batterie redox vanadium (VRB) est qu'elle utilise le même élément chimique dans les deux compartiments.électrolytes de l'anode et de la cathodeLa batterie redox vanadium (VRB) exploite les quatre états d'oxydation du vanadium et, idéalement, chaque demi-cellule contient un couple redox de vanadium. Les couples V(II)–(III) et V(IV)–(V) sont utilisés respectivement dans les demi-cellules négative et positive. L'électrolyte support est généralement de l'acide sulfurique (∼2–4 mol dm⁻³) et la concentration en vanadium est de l'ordre de 1–2 mol dm⁻³.
Les réactions de charge-décharge dans la batterie redox vanadium (VRB) sont présentées dans les réactions [I] à [III]. En fonctionnement, la tension en circuit ouvert est typiquement de 1,4 V à 50 % d'état de charge et de 1,6 V à 100 % d'état de charge. Les électrodes utilisées dans les VRB sont généralementfeutres de carboneou d'autres formes poreuses tridimensionnelles de carbone. Les batteries de plus faible puissance utilisent des électrodes composites carbone-polymère.
Un avantage majeur de la batterie redox vanadium (VRB) réside dans l'utilisation du même élément dans les deux demi-cellules, ce qui permet d'éviter les problèmes de contamination croisée des électrolytes lors d'une utilisation prolongée. L'électrolyte bénéficie d'une longue durée de vie et les problèmes liés à l'élimination des déchets sont minimisés. La VRB offre également un rendement énergétique élevé (supérieur à 90 % pour les grandes installations), un faible coût pour des capacités de stockage importantes, la possibilité de mise à niveau des systèmes existants et une longue durée de vie. Parmi ses limitations potentielles figurent 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.
Date de publication : 31 mai 2021