Les batteries à flux sont le Saint Graal du stockage en réseau. Ils nous ont laissé stocker de l’énergie éolienne et solaire pour les jours de pluie. Mais jusqu’à récemment, ils étaient trop chers pour avoir de l’importance.
Ils comptaient sur le vanadium. C’est rare. C’est volatile. C’est cher.
Aujourd’hui, les scientifiques de l’Université Queen’s de Belfast ont changé l’équation. Ils ont construit une batterie à flux utilisant du fer.
Le fer est partout. C’est bon marché. Cela change la donne.
La solution à 74 £ qui pourrait sauver le réseau
Le Dr Hugh O’Connor était coincé. Il faisait son doctorat. Il avait besoin d’une cellule de batterie à circulation.
L’option commerciale coûte entre 2 000 et 3 000 £. C’est fou pour un projet étudiant.
Il s’est donc lancé dans l’impression 3D.
Il a bricolé. Il a échoué. Il a peaufiné.
Finalement, sa cellule artisanale a fonctionné. Cela a fait le travail. Cela ne coûte presque rien.
Mais lorsqu’il a tenté de partager ses résultats, il s’est heurté à un mur. Les données ne correspondent pas à celles des autres laboratoires. Pourquoi?
Parce que tout le monde utilisait un équipement différent. Différentes parties. Différentes méthodes d’assemblage.
Comparer des pommes avec des oranges est facile. Il est difficile de comparer des pommes avec des pommes.
La communauté scientifique connaît une crise de reproductibilité. Cela ralentit l’innovation.
“Si nous voulons tous atteindre 2 500 et atteindre zéro émission nette… une bien plus grande partie de notre électricité doit être stockée dans des technologies telles que les batteries à flux.”
O’Connor possédait une cellule fonctionnelle et bon marché. Il aurait pu le vendre. Il aurait pu gagner rapidement de l’argent.
Son superviseur a dit non.
Au lieu de cela, ils ont publié le design gratuitement.
C’est désormais une norme. Le kit de batterie QUB Flow coûte environ 74 £.
Il comprend une dizaine de composants. Les pièces imprimées en 3D. La membrane. Les joints. Les électrodes. Les collectionneurs actuels.
Ils comprenaient même un manuel d’instructions « à la Ikea ».
Le monde a suivi les instructions.
Pourquoi le fer bat le vanadium pour le stockage d’énergie
Les batteries à flux stockent l’énergie dans des liquides. Les batteries lithium-ion utilisent des électrodes solides.
Ce n’est pas seulement une différence mineure. Il s’agit d’un changement fondamental dans la manière dont nous gérons la densité énergétique et la sécurité.
La plupart des batteries à flux utilisent des électrolytes au vanadium. Le vanadium est plus présent dans la croûte terrestre que le lithium.
Mais vous ne pouvez pas le déterrer facilement. La production est concentrée. Quelques pays contrôlent l’offre. Cela crée des risques géopolitiques. Cela fait grimper les prix. Cela limite l’évolutivité.
Le fer est différent.
Le fer est abondant. C’est durable. C’est sûr.
L’utilisation d’un électrolyte à base de fer élimine le goulot d’étranglement. Cela ouvre les portes à une adoption généralisée.
La Chine a construit des batteries à flux de vanadium à grande échelle. L’Écosse a organisé des essais. Mais les progrès à l’échelle mondiale sont lents. Les données sont incohérentes.
Avec la conception QUB, les laboratoires du monde entier utilisent exactement le même matériel.
Cela permet des recherches robustes et comparables. Le Dr Josh Bailey, Illuminate Fellow au QUB, le voit clairement.
Standardiser la science pour accélérer la neutralité carbone
La réplicabilité est le moteur de la science. Sans cela, le progrès s’arrête.
En distribuant cette norme, QUB aide les scientifiques du monde entier à communiquer entre eux. Ils utilisent un matériel identique.
Les résultats sont fiables. Les résultats sont évolutifs.
“Nous pensons sincèrement que les batteries à flux peuvent accélérer grâce à ces études de reproductibilité”, a déclaré Bailey.
“Si nous utilisons tous les mêmes normes… la technologie peut être déployée plus rapidement.”
Il ne s’agit plus seulement de théorie.
Les énergies renouvelables gagnent. L’année dernière, les énergies renouvelables ont généré plus d’électricité que le charbon dans le monde. Le Royaume-Uni a atteint un niveau record en matière de production d’énergie renouvelable.
Mais encore faut-il le stocker.
Le vent ne souffle pas toujours. Le soleil ne brille pas toujours.
Sans stockage abordable, nous gaspillons de l’énergie. Nous fermons les turbines lorsque la demande est faible. Nous tendons la grille.
Les batteries à flux résolvent ce problème. Ils peuvent s’asseoir par terre. Ils peuvent durer des décennies. Ils ne se dégradent pas comme le lithium-ion.
Mais seulement s’ils sont bon marché. Et seulement s’ils sont standards.
Passage de la cellule unique à l’industrie
La percée ne concerne pas seulement la chimie. C’est dans le système.
O’Connor et Bailey vont au-delà de la cellule unique. Ils testent des piles plus grandes.
C’est une chose de faire fonctionner la chimie sous une sorbonne. C’en est une autre de l’étendre au niveau industriel.
“Vous devez voir à quoi cela ressemble une fois que vous les empilez”, note Bailey.
“La cellule unique, la pile, le système… qui nous mettent sur la voie de l’innovation.”
Nous envisageons un avenir où le stockage d’énergie sera aussi courant que la plomberie. Où nous stockons le surplus d’énergie et le retirons en cas de besoin.
Où les batteries au fer, imprimées en laboratoire et assemblées dans les cuisines, deviennent l’épine dorsale d’un réseau zéro émission nette.
Tout a commencé avec un problème de 2 000 £.
Cela s’est terminé par une solution de 74 £.
Et maintenant, on en construit partout.
Le reste n’est que de l’ingénierie. Et de la patience.
