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  • Métal liquide, batterie à flux haute tension

    L'alliage sodium-potassium est un métal liquide à température ambiante qui pourrait débloquer une batterie à haute tension. Crédit :Antonio Baclig

    Une nouvelle combinaison de matériaux développée par des chercheurs de Stanford pourrait aider à développer une batterie rechargeable capable de stocker les grandes quantités d'énergie renouvelable créées par les sources éoliennes ou solaires. Avec le développement ultérieur, la nouvelle technologie pourrait fournir de l'énergie au réseau électrique rapidement, rentable et à des températures ambiantes normales.

    La technologie – un type de batterie connue sous le nom de batterie à flux – a longtemps été considérée comme un candidat probable pour le stockage d'énergie renouvelable intermittente. Cependant, jusqu'à présent, les types de liquides qui pouvaient produire le courant électrique étaient soit limités par la quantité d'énergie qu'ils pouvaient fournir, soit nécessitaient des températures extrêmement élevées ou utilisaient des produits chimiques très toxiques ou coûteux.

    William Chueh, professeur adjoint de science et d'ingénierie des matériaux à Stanford, avec son doctorat. étudiant Antonio Baclig et Jason Rugolo, désormais prospecteur technologique au sein de la filiale de recherche d'Alphabet X Development, décidé d'essayer le sodium et le potassium, qui une fois mélangés forment un métal liquide à température ambiante, comme fluide pour le côté donneur d'électrons - ou négatif - de la batterie. Théoriquement, ce métal liquide a au moins 10 fois l'énergie disponible par gramme comme d'autres candidats pour le fluide côté négatif d'une batterie à flux.

    "Nous avons encore beaucoup de travail à faire, " dit Baclig, "mais il s'agit d'un nouveau type de batterie à flux qui pourrait permettre à un prix abordable une utilisation beaucoup plus élevée de l'énergie solaire et éolienne en utilisant des matériaux abondants sur Terre."

    Le groupe a publié ses travaux dans le numéro du 18 juillet de Joule .

    Séparer les côtés

    Afin d'utiliser l'extrémité négative en métal liquide de la batterie, le groupe a trouvé une membrane céramique appropriée faite d'oxyde de potassium et d'aluminium pour séparer les matériaux négatifs et positifs tout en permettant au courant de circuler.

    Les deux avances ensemble ont plus que doublé la tension maximale des batteries à flux conventionnelles, et le prototype est resté stable pendant des milliers d'heures de fonctionnement. Cette tension plus élevée signifie que la batterie peut stocker plus d'énergie pour sa taille, ce qui réduit également le coût de production de la batterie.

    « Une nouvelle technologie de batterie a tellement de paramètres de performance différents à respecter :le coût, Efficacité, Taille, durée de vie, sécurité, etc., " a déclaré Baclig. "Nous pensons que ce type de technologie a la possibilité, avec plus de travail, pour tous les rencontrer, c'est pourquoi nous en sommes ravis."

    Des améliorations à venir

    L'équipe de Stanford Ph.D. étudiants, qui en plus de Baclig comprend Geoff McConohy et Andrey Poletayev, ont découvert que la membrane céramique empêche de manière très sélective le sodium de migrer vers le côté positif de la cellule, ce qui est essentiel pour que la membrane réussisse. Cependant, ce type de membrane est le plus efficace à des températures supérieures à 200 degrés Celsius (392 F). À la recherche d'une batterie à température ambiante, le groupe a expérimenté une membrane plus fine. Cela a augmenté la puissance de sortie de l'appareil et a montré que le raffinement de la conception de la membrane est une voie prometteuse.

    Ils ont également expérimenté quatre liquides différents pour le côté positif de la batterie. Les liquides à base d'eau ont rapidement dégradé la membrane, mais ils pensent qu'une option sans eau améliorera les performances de la batterie.


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