Composée de deux réservoirs d’électrolytes liquides opposés, la batterie à flux redox pompe les liquides positif et négatif le long d’une membrane séparatrice prise en sandwich entre des électrodes, facilitant les échanges d’ions pour produire de l’énergie. Des travaux importants ont été consacrés au développement du liquide de l’électrolyte négatif, tandis que le liquide de l’électrolyte positif a reçu moins d’attention, selon l’auteur correspondant, Zhenxing Liang, professeur au Key Laboratory of Fuel Cell Technology of Guangdong Province, School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology.
« Les batteries d’oxydoréduction aqueuses peuvent fournir une production électrique stable en utilisant l’énergie solaire et éolienne instable, et elles ont été reconnues comme une technologie prometteuse de stockage d’énergie à grande échelle », a déclaré Liang. « Le mérite organique électroactif de l’abondance des éléments, le faible coût et le contrôle moléculaire flexible sur les caractéristiques électrochimiques pour les électrolytes positifs et négatifs sont considérés comme la clé du développement de la prochaine génération de batteries à flux redox ». Liang et son équipe se sont concentrés sur le TEMPO, un composé chimique aux états d’oxydation facilement inversés et au potentiel énergétique élevé, une qualité souhaitée dans les électrolytes positifs.
« Cependant, le TEMPO ne peut pas être directement appliqué aux batteries à flux redox aqueuses en raison de la forte hydrophobie du squelette moléculaire », a déclaré Liang, expliquant que le TEMPO, laissé non modifié, ne se dissoudra pas dans le liquide nécessaire pour faciliter l’échange d’énergie dans les batteries à flux. « Nous avons développé une stratégie pour fonctionnaliser le TEMPO avec du viologène, un composé organique qui a des réactions d’oxydoréduction hautement réversibles, afin d’améliorer l’hydrophilie du TEMPO ».
Selon Liang, le viologène est très soluble dans l’eau, ce qui augmente la capacité du TEMPO à se dissoudre dans l’eau. Le viologène retire aussi chimiquement des électrons de ses partenaires atomiques, ce qui augmente son potentiel de changement d’état oxydatif. Le viologène est également un sel, ce qui confère à TEMPO ce que Liang appelle “une conductivité décente” dans une solution aqueuse. Lorsque le TEMPO synthétisé et modifié par le viologène a été testé dans une batterie à écoulement, les chercheurs ont constaté que la batterie conservait une capacité de 99,98 % par cycle, ce qui signifie que la batterie pouvait conserver presque toute l’énergie stockée lorsqu’elle n’était pas utilisée.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
