Customize this title in frenchLa nouvelle batterie Flow dure toute l’année avec du sucre simple

Make this article seo compatible,Let there be subheadings for the article, be in french, create at least 700 words Lorsque les chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory du Département de l’énergie ont entrepris d’améliorer les batteries à flux, ils ne plaisantaient pas. Ils ont trouvé une solution à base de sucre qui peut durer toute l’année, et plus encore. Cette découverte pourrait conduire à de nouveaux systèmes de stockage d’énergie à faible coût et de longue durée qui peuvent éliminer l’énergie fossile en capturant l’énergie éolienne et solaire pendant des semaines, des mois, voire des saisons entières. La solution Flow Battery pour le stockage d’énergie de longue durée Les batteries Flow ne sont pas encore devenues courantes, mais elles arrivent lentement sur le marché. Les batteries lithium-ion sont toujours la référence en matière de systèmes de stockage d’énergie pouvant être rechargées à l’infini. La technologie lithium-ion convient à toutes sortes d’appareils, des téléphones intelligents aux véhicules électriques. Le problème se pose à l’échelle du réseau, lorsque le stockage de l’énergie est nécessaire pour lisser les problèmes de disponibilité de l’énergie éolienne ou solaire, ou les deux. À cette échelle, les banques de batteries lithium-ion ne peuvent durer que quelques heures. Ajouter plus de banques pour créer un effet en cascade pourrait aider à étirer la chronologie. Cependant, cela entraîne des coûts prohibitifs, y compris le coût de la gestion d’un système aussi complexe. Pour fournir un stockage d’énergie à l’échelle d’une journée complète à mesure que davantage d’énergie éolienne et solaire entrent dans le réseau, une batterie à flux fait l’affaire. Les batteries à flux tirent parti de la capacité des liquides spécialisés à créer un courant électrique lorsqu’ils circulent les uns à côté des autres, séparés par une fine membrane. Les liquides sont stockés dans des réservoirs jusqu’à ce qu’ils soient nécessaires, ce qui signifie que la batterie à flux peut être activée ou désactivée rapidement, selon les besoins. La mise à l’échelle n’ajoute pas sensiblement à la complexité d’un système de batterie à flux, car l’échelle dépend principalement de la taille des réservoirs. Les conceptions de batteries à flux d’aujourd’hui représentent un processus d’amélioration de 50 ans qui a commencé à prendre forme dans les années 1970. À l’époque, la corrosion, la taille, le poids, la toxicité et la faible densité d’énergie faisaient partie des problèmes à résoudre. Néanmoins, la science aime les défis. La NASA était à l’avant-garde du mouvement. L’année dernière, l’agence a noté que sa « batterie liquide » vieille de plusieurs décennies – composée uniquement de fer, de sel et d’eau – avait reçu une nouvelle vie grâce à la startup de stockage d’énergie de longue durée ESS. Des sociétés d’ingénierie héritées comme Cummins travaillent également au développement d’une nouvelle génération de batteries à flux (voir plus Clean Technica couverture ici). Un peu de sucre simple dans votre batterie Flow La contribution du Pacific Northwest National Laboratory est la toute première utilisation de la β-cyclodextrine, un sucre simple dérivé de l’amidon, dans une formule de batterie à flux. Les sucres simples sont composés d’une ou deux molécules seulement, contrairement aux glucides complexes comme l’amidon. Ils peuvent être synthétisés en laboratoire, offrant une alternative plus durable aux matériaux extraits pour d’autres formules de batteries. La β-cyclodextrine n’est pas n’importe quel sucre simple. Il s’agit d’une molécule unique en forme de cône couramment utilisée dans l’industrie pharmaceutique pour fabriquer des médicaments car elle peut loger d’autres molécules dans le cône jusqu’à ce que sa surface externe se dissolve. Cela offre un autre avantage, en termes d’avoir une base de connaissances sur la chaîne d’approvisionnement à portée de main. Les chercheurs ont également découvert des utilisations supplémentaires pour la « cavité de liaison » de la β-cyclodextrine. Par exemple, une équipe de la Northwestern University déploie la β-cyclodextrine pour développer un procédé écologique d’extraction de l’or du minerai. L’équipe du PNNL s’est concentrée sur la β-cyclodextrine car elle cherchait un moyen simple d’introduire plus de fluorénol dans sa batterie à flux. Le fluorénol est un dérivé alcoolique du fluorène qui a commencé à émerger dans la nouvelle technologie des batteries à flux, y compris la recherche sous l’égide du PNNL. Apparemment, l’idée derrière la nouvelle recherche était d’encapsuler le fluorénol dans des molécules de β-cyclodextrine, qui se dissoudraient lorsqu’elles seraient introduites dans une solution de batterie à flux. Cela s’est avéré n’être pas un moyen très efficace de fournir plus de fluorénol, mais cela a entraîné une bonne quantité de β-cyclodextrine dans la batterie à flux PNNL. La β-cyclodextrine a fait une différence inattendue, agissant comme un agent qui motive plus d’activité dans d’autres produits chimiques dans la solution. Batteries à meilleur débit, avec sucre L’équipe a publié ses nouvelles découvertes la semaine dernière dans la revue Joule la semaine dernière sous le titre « Oxydation d’alcool régulée par protons pour anolyte de batterie à flux à base de cétone de grande capacité,» dans lequel ils notent les enjeux des batteries à flux à base de fluorénone (la fluorénone résulte de l’oxydation du fluorène). Les cétones sont les molécules produites par le corps pour décomposer les graisses lorsqu’il n’y a pas assez de sucre disponible dans le sang, dont la fluorénone est un exemple. Comme le souligne l’équipe du PNNL, le niveau d’activité des batteries à flux à base de fluorénone est entravé par la lenteur avec laquelle l’alcool s’oxyde. Dans leur solution, la β-cyclodextrine agit comme un régulateur de protons qui accélère l’oxydation. « Les batteries à flux à base de fluorénone avec l’additif organique β-cyclodextrine démontrent une capacité de débit améliorée, une capacité élevée et un cycle long », ont-ils conclu. « Cette étude ouvre une nouvelle voie pour améliorer la cinétique des batteries à flux organique aqueux en modulant la voie de réaction avec un catalyseur homogène », ont-ils ajouté, faisant référence à l’action d’un catalyseur dissous dans une solution, au lieu d’un catalyseur solide appliqué à un surface. Dans un communiqué de presse de suivi daté du 10 juillet, PNNL a noté que l’équipe avait peaufiné sa nouvelle formule jusqu’à ce que la batterie à flux atteigne 60% de puissance de pointe en plus que les versions précédentes. Ils l’ont fait passer par des cycles de charge-décharge continus pendant plus d’un an avec seulement une perte de capacité minimale. « Il s’agit de la première expérience de batterie à flux à l’échelle du laboratoire à signaler plus d’un an d’utilisation continue avec une perte de capacité minimale », a noté le PNNL. Le chercheur principal de l’étude, Wei Wang, chercheur de longue date au PNNL, a souligné que la β-cyclodextrine est une approche totalement nouvelle de la formulation des batteries à flux. « Nous avons montré qu’il est possible d’utiliser un type de catalyseur totalement différent conçu pour accélérer la conversion d’énergie. Et de plus, parce qu’il est dissous dans l’électrolyte liquide, il élimine la possibilité qu’un solide se détache et encrasse le système », a-t-il expliqué. L’expérience d’un an ne s’est terminée que lorsque le tube en plastique de la batterie est tombé en panne. Le succès à l’échelle du laboratoire est une autre étape vers la mise à l’échelle jusqu’à la taille du terrain de football envisagée pour les systèmes de stockage d’énergie à grande échelle et de longue durée. Les prochaines étapes consistent à trouver un meilleur plastique et à peaufiner la formule pour améliorer les performances. Entre autres tâches, l’équipe recherche une molécule similaire à la β-cyclodextrine, mais plus petite. PNNL prévoit déjà d’inclure la nouvelle batterie à flux dans sa prochaine initiative Grid Storage Launchpad, qui débutera officiellement en 2024, alors restez à l’écoute pour en savoir plus. Câlin de groupe pour les contribuables américains Le PNNL fait partie du réseau tentaculaire de laboratoires nationaux sous l’égide du département américain de l’énergie, ce qui représente un énorme investissement dans le financement public de la recherche scientifique qui profite au bien-être commun, donc câlin de groupe pour les contribuables. En plus de Wang et du premier auteur Ruozhu Feng, d’autres chercheurs travaillant sur la nouvelle batterie à flux sont les scientifiques du PNNL Ying Chen, Xin Zhang, Peiyuan Gao, Ping Chen, Sebastian Mergelsberg, Lirong Zhong, Aaron Hollas, Yangang Lian, Vijayakumar Murugesan, Qian Huang , Eric Walter et Yuyan Shao, ainsi que Benjamin JG Rousseau et Hammes-Schiffer de Yale. Retrouvez-moi sur Threads @tinamcasey. Publiez également @tinamcasey, ou @TinaMCasey sur LinkedIn et Spoutible, ou @Casey sur Mastadon. Crédit d’image: « Les chercheurs du PNNL ont développé une nouvelle batterie à flux bon marché…

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