Batterie à flux (redox flow)
Batterie électrochimique qui stocke l’énergie dans des électrolytes liquides contenus dans des réservoirs externes, de sorte que la puissance (taille du stack) et l’énergie (volume des réservoirs) se dimensionnent séparément.
Dans une batterie à flux, deux électrolytes sont pompés depuis des réservoirs vers un empilement de cellules où une membrane échangeuse d’ions les sépare. Les réactions d’oxydoréduction dans le stack chargent ou déchargent les liquides. L’énergie dépend du volume d’électrolyte et la puissance de la surface du stack : on peut donc dimensionner une batterie à flux pour 4 à 12 heures de décharge sans ajouter de stacks, ce qui la destine au stockage de longue durée.
(n électrons, F = 96,485 C/mol, c concentration, E_cell tension de cellule)
Tout-vanadium : E_cell ≈ 1.26 V, densité énergétique d’environ 15–35 Wh/L
Le type le plus mûr est la batterie redox au vanadium (VRFB), qui utilise le vanadium sous quatre états d’oxydation des deux côtés : une contamination croisée ne dégrade donc pas la capacité de façon permanente. Il existe d’autres chimies : zinc-brome, fer-chrome, tout-fer et électrolytes organiques.
Caractéristiques typiques : rendement aller-retour de 65 à 80 % (pertes de pompage et courants de fuite), plus de 15 000 à 20 000 cycles avec une perte de capacité négligeable, électrolytes aqueux ininflammables et 100 % de profondeur de décharge utilisable. Une faible densité énergétique et un coût initial par kWh supérieur à celui du LFP ont freiné leur déploiement ; les plus grands systèmes, en Chine, dépassent 100 MW / 400 MWh.
Termes associés
Tous les termes →- Stockage d’énergie de longue durée (LDES)
Stockage capable de restituer sa puissance nominale pendant environ 8 heures ou plus, pour couvrir les accalmies de plusieurs jours et les déséquilibres saisonniers hors de portée des batteries de 2 à 4 heures.
- BESS (système de stockage d’énergie par batterie)
Installation de batteries complète, raccordée au réseau ou à un site, qui comprend les cellules, la gestion de batterie, la conversion de puissance, la gestion thermique et le contrôle-commande.
- Rendement aller-retour
Part de l’énergie injectée dans un système de stockage que l’on récupère à la décharge, mesurée à une frontière définie (cellule, côté DC ou raccordement AC au réseau).
- Batterie lithium-ion
Batterie rechargeable dans laquelle les ions lithium font la navette entre une anode en graphite et une cathode en oxyde métallique ou en phosphate ; c’est la chimie dominante pour les véhicules électriques et le stockage réseau.
- LCOS (coût actualisé du stockage)
Coût moyen par MWh restitué sur la durée de vie d’un moyen de stockage, investissement, exploitation, énergie de charge et pertes de rendement compris.