La Batterie à Flux Redox va Révolutionner le Monde
Aujourd’hui, nous allons nous intéresser à un nouveau système de stockage d'énergie, le redox. Les batteries à flux redox sont l'un des grands concurrents des batteries lithium-ion. Elles ont une durée de vie plus longue, sont plus évolutives et plus faciles à recycler que les autres technologies de batteries. Pourtant, après avoir investi des millions de dollars dans une formule de pointe de batterie à flux redox, le gouvernement américain l'a essentiellement donné à la Chine. Ainsi, elle est devenue le principal producteur de batteries à flux redox.
Alors, comment cette invention a-t-elle quitté les États-Unis et pourquoi ? Devrait-on s'intéresser aux batteries à flux redox ?
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Sources : https://pastebin.com/raw/y0NtmqbM
Pour les questions de droit d'auteur ou questions commerciales, veuillez nous envoyer un e-mail : atech@clapnetwork.com
Alors, comment cette invention a-t-elle quitté les États-Unis et pourquoi ? Devrait-on s'intéresser aux batteries à flux redox ?
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Transcript
00:00 [Générique]
00:07 Hello tout le monde et bienvenue sur la chaîne ATT&CK.
00:09 Aujourd'hui, nous allons nous intéresser à un nouveau système de stockage d'énergie, le Redox.
00:15 Les batteries à flux Redox sont l'un des plus grands concurrents des batteries lithium-ion.
00:20 Elles ont une durée de vie plus longue, sont plus évolutives et plus faciles à recycler que les autres technologies de batterie.
00:27 Pourtant, après avoir investi des millions de dollars dans une formule de pointe de batteries à flux Redox,
00:33 le gouvernement américain l'a essentiellement donnée à la Chine.
00:36 Ainsi, elle est devenue le principal producteur de batteries à flux Redox.
00:41 Alors comment cette invention a-t-elle quitté les États-Unis et pourquoi ?
00:45 Devrait-on s'intéresser aux batteries à flux Redox ?
00:51 Soyons réalistes, installer des tonnes de panneaux solaires et d'éoliennes ne suffira pas à décarboner notre énergie.
00:58 Nous avons désespérément besoin de batteries rentables pour stocker les énergies renouvelables et les réutiliser quand nous en avons besoin.
01:06 Pour répondre à cette demande grandissante, les batteries Redox seraient une solution intéressante.
01:12 Également appelées batteries Redox Flow ou encore piles d'oxydoreduction,
01:16 il s'agit d'un système électrochimique capable de transformer l'énergie chimique en énergie électrique.
01:23 Les composants clés du système sont les électrolytes, qui sont des solutions liquides contenant des éléments actifs dans un état d'oxydation différent.
01:31 Contrairement aux batteries lithium-ion avec un seul électrolyte,
01:34 dans une batterie à flux, deux solutions stockant l'énergie chimique se trouvent dans des réservoirs externes.
01:41 Et pendant le fonctionnement de la batterie, ces électrolytes s'écoulent des réservoirs vers une chambre centrale.
01:47 Mais qu'en est-il de l'oxydoreduction qui la caractérise ?
01:50 Ce terme fait référence aux réactions de réduction et d'oxydation auxquelles sont soumis les produits chimiques dissous dans les solutions.
01:58 Pour être plus précis, lors de la décharge, les ions et l'analyte augmentent leur état d'oxydation.
02:04 En d'autres termes, ils perdent des électrons qui voyagent dans le circuit externe.
02:09 Ces électrons contournent la membrane et atteignent la cathode.
02:13 Et là, les ions prennent des électrons et réduisent l'état d'oxydation pour charger la batterie.
02:19 Il suffit de se connecter au réseau et d'utiliser le flux d'électrons entrant
02:23 pour inverser le processus d'oxydoreduction en fonction des éléments actifs présents dans l'électrolyte.
02:29 Cette technologie a commencé à être développée par la NASA pendant la crise énergétique des années 1970.
02:36 Et après trois décennies de résultats médiocres, 2006 a permis à cette technologie d'évoluer considérablement,
02:43 grâce à l'expiration de plusieurs brevets.
02:46 Après six ans d'efforts financés et plus de 15 millions de dollars,
02:49 les scientifiques ont mis au point une formulation d'électrolyte à base de vanadium.
02:54 Ses principaux avantages sont qu'elle est deux fois plus puissante que des mélanges similaires
02:59 et a une durée de vie de près de 30 ans.
03:01 Alors comment sont-ils arrivés à ce résultat ?
03:04 Eh bien, ils ont simplement remplacé la solution conventionnelle d'acide sulfurique
03:09 par un mélange d'acide chlorhydrique et sulfurique.
03:13 En utilisant ce mélange modifié, ils ont augmenté la solubilité du vanadium,
03:17 ce qui a augmenté la densité énergétique de l'électrolyte.
03:21 Mais les avantages ne s'arrêtent pas là.
03:23 Le mélange acide peut fonctionner sur une plus grande plage de température
03:27 que la solution d'acide sulfurique pur, ce qui réduit les coûts de chauffage et de refroidissement.
03:34 Cette configuration avec du vanadium est actuellement la plus largement commercialisée.
03:39 Pour simplifier, elles utilisent une solution d'acide sulfurique douce
03:43 pour dissoudre le sulfate de vanadium.
03:45 Ce qui explique pourquoi les piles à flux vanadium-redox
03:48 peuvent durer jusqu'à quatre fois plus longtemps que d'autres dispositifs comparables.
03:53 En 2012, le chef du groupe de recherche Gary Young a demandé au ministère de l'énergie américain
03:59 une licence pour commercialiser les batteries en dehors du laboratoire.
04:03 Il a alors lancé sa start-up et s'est tourné vers une société chinoise,
04:07 en leur accordant une sous-licence officielle autorisant la fabrication.
04:11 Bien que la licence impliquait la fabrication de la plupart des batteries aux États-Unis,
04:16 la production de batteries a progressivement quitté l'Amérique pour la Chine.
04:20 Et pour aggraver les choses, cette fuite de la technologie américaine s'est poursuivie,
04:25 avec le transfert de cette licence à la société européenne Vanadis Power en 2021.
04:30 Le problème sous-jacent est que, contrairement à la Chine,
04:33 les États-Unis n'ont pas la chaîne d'approvisionnement pour répondre à la demande de production.
04:38 Pourtant, cette lacune infrastructurelle ne s'est pas créée du jour au lendemain.
04:42 Au cours des dix dernières années, la Chine a adopté une série de politiques nationales
04:47 qui ont permis de dégager des fonds considérables des caisses de l'État
04:51 pour développer des batteries à flux de vanadium-redox.
04:54 Bien que la dite licence ait finalement été révoquée,
04:57 il est maintenant trop tard pour arrêter l'expansion des batteries chinoises.
05:01 De nombreux projets ont depuis vu le jour, comme celui de Central Coast Community Energy.
05:07 Il prévoit de mettre en place et de faire fonctionner des installations de stockage au vanadium
05:12 d'une capacité totale de 226 MWh d'ici 2026.
05:16 Ce qui lui permettra d'alimenter le réseau pendant huit heures.
05:21 Ces systèmes de stockage seront essentiels pour atténuer les effets des pannes d'électricité dues au climat.
05:26 Les piles à flux redox pourraient nous aider à tirer le meilleur parti de nos énergies renouvelables.
05:32 Les capacités sont de fournir un stockage d'énergie viable pendant les périodes de surproduction.
05:37 Et ceci dit, le vanadium est relativement abondant, car il est converti en pentoxyde de vanadium.
05:43 Il existe cependant de nombreuses façons d'acquérir du vanadium, y compris à partir de cendres volantes.
05:49 L'entreprise US Vanadium à Hot Springs, dans l'Arkansas,
05:53 produit un idiome de haute qualité en utilisant cette méthode.
05:58 Contrairement aux électrolytes typiques contenant du lithium,
06:01 les solutions à base de vanadium ne sont pas inflammables.
06:05 De plus, elles se sont avérées plus écologiques que les dispositifs de stockage au lithium-ion
06:09 en termes d'acidification des sols, de particules, de rejets et de toxicité pour l'homme.
06:15 Certaines entreprises ont même réussi le remplacement de 50 % de la matière première par du vanadium recyclé,
06:21 permettant de réduire encore plus l'émission de déchets.
06:25 Un autre avantage clé de la batterie Rodox est une conception plus flexible que les systèmes autonomes,
06:31 comme les cellules de batterie lithium-ion.
06:34 Pour augmenter la capacité de stockage, il suffit d'agrandir les réservoirs externes en conservant l'électrolyte.
06:40 Ainsi, il n'est pas nécessaire d'ajouter d'autres cellules à la pile.
06:44 Pour les applications pour lesquelles vous devez fournir de nombreux kWh,
06:48 le passage à ce système de batterie permet d'économiser et de réduire les coûts.
06:53 En théorie, cela fournirait de l'électricité pendant plus de 12 heures,
06:57 tout en ayant une durée de vie pouvant atteindre 30 ans.
07:00 En comparaison, les dispositifs lithium-ion typiques peuvent durer une dizaine d'années,
07:05 en fonction de leur utilisation.
07:07 Intégrés à une installation photovoltaïque de 636 kW en Californie du Sud,
07:13 des chercheurs ont constaté dans une simulation que le système peut atteindre
07:17 un coût lissé d'électricité inférieur à 22 centimes par kWh,
07:21 en utilisant l'une ou l'autre des technologies de stockage.
07:25 Cependant, ils ont mentionné que les batteries de flux redox au vanadium
07:28 seraient plus utiles dans les climats chauds,
07:30 où les dispositifs au lithium-ion vieillissent plus vite.
07:34 Donc, quand il s'agit du coût nivelé du stockage, la durée est un facteur clé.
07:39 Globalement, le système à base de vanadium est l'option la moins chère.
07:43 Avec davantage d'investissements d'ici à 2030 pour améliorer son efficacité,
07:47 ce type de batterie sera l'une des solutions de stockage les plus compétitives,
07:51 pour des temps de décharge supérieurs à 4 heures et nécessitant plus de 300 cycles par an.
07:57 Actuellement, une entreprise américaine essaie de mettre cette technologie sur le marché,
08:01 et se bat toujours pour obtenir la licence pour le faire.
08:05 De nombreuses législations énormes doivent être élaborées
08:08 pour sécuriser et encadrer la production de ces nouvelles batteries.
08:12 Il est clair que donner notre recette d'électrolyte à la Chine était une terrible erreur,
08:16 et porte encore préjudice aux États-Unis.
08:19 Mais il est encore possible de développer cette technologie,
08:22 il suffirait de construire une chaîne d'approvisionnement solide, plus durable et évolutive.
08:27 Si cette technologie de stockage, de l'énergie à long terme, fonctionne,
08:31 il est possible de continuer à alimenter les réseaux, même en cas de perturbations climatiques.
08:36 Alors pensez-vous que les États-Unis peuvent rattraper leur retard,
08:39 et que les batteries à flux redox peuvent faire la différence face à la production chinoise ?
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09:01 Et nous, on vous dit à très bientôt sur ATT&CK.
09:04 [Musique]