Des chercheurs modifient des électrodes de batterie à flux hybride avec des nanomatériaux


Des chercheurs modifient des électrodes de batterie à flux hybride avec des nanomatériaux

Un procédé d’électrodéposition horizontale sans liant est utilisé pour activer des en papier carbone disponibles dans le commerce en utilisant du graphène dopé à l’azote. Crédit photo: WMG, Université de Warwick

Les de WMG de l’Université de Warwick ont ​​travaillé avec l’Imperial College de Londres pour trouver un moyen d’améliorer les batteries hybrides à flux et leurs utilisations commerciales. La nouvelle approche peut stocker l’électricité dans ces batteries pendant de très longues périodes pour environ un cinquième du prix des technologies actuelles, avec des restrictions de localisation minimales et zéro émission.

Les chercheurs ont amélioré trois cellules de circulation hybrides en utilisant du graphène dopé à l’azote (exposé au plasma d’azote) dans une technique d’électrophorèse sans liant (EPD).

L’énergie éolienne et sont des sources d’énergie renouvelable de plus en plus populaires. Malheureusement, des problèmes intermittents les empêchent de se connecter largement au réseau national. Une solution possible à ce problème est l’utilisation de technologies de à long terme telles que la batterie à flux redox. Malgré sa grande promesse, le coût actuel de ce système est un facteur critique d’une réelle acceptation. Une batterie de réseau abordable devrait coûter 75 £ / kWh, selon le département américain de l’énergie. Les batteries lithium-ion menant la charge pour le stockage sur réseau coûtent environ 130 £ / kWh.

Désormais, les chercheurs de WMG ont trouvé un moyen d’améliorer les batteries à flux hybrides ou la RFC (Regenerative Fuel Cell), qui permet de stocker l’électricité pendant de très longues périodes, soit environ un cinquième du coût des technologies de stockage actuelles, avec plus de flexibilité. Choix de l’emplacement et impact environnemental minimal. La technologie combine des électrodes à base de carbone avec des électrolytes de source économique (manganèse ou soufre, qui sont communs sur la planète) grâce à un dépôt électrophorétique simple mais très efficace d’additifs nanocarbonés (graphène dopé à l’azote) qui augmentent la durabilité et les performances des électrodes dans des conditions hautement acides ou alcalines. Environnements de manière significative.

Les chercheurs ont publié leurs résultats dans un article intitulé « Cellules à écoulement Redox hybrides avec des performances électrochimiques améliorées utilisant du graphène dopé à l’azote sans liant et déposé par électrophorèse sur des électrodes en papier carbone » dans le numéro de décembre 2020 de la revue Matériaux appliqués et interfaces ACS.

Dr. Barun Chakrabarti, chercheur au WMG à l’Université de Warwick et auteur principal de l’article, a déclaré:

«Non seulement cette EPD est simple, mais elle améliore également l’efficacité de trois batteries hybrides à flux continu économiques différentes, augmentant leur potentiel d’utilisation commerciale généralisée pour le stockage d’énergie à l’ du réseau.

Le coût chimique total de la batterie à flux hybride est d’environ 1/30 du coût des batteries concurrentes telles que les systèmes lithium-ion. Les technologies mises à l’échelle peuvent être utilisées pour stocker l’énergie éolienne ou solaire pendant des jours ou des saisons entières pour environ 15 à 20 £ par kilowattheure. Ces batteries sont également extrêmement utiles pour les applications d’équilibrage de charge à l’échelle du réseau car leur conception est très flexible en raison de leur propriété unique de dimensionner leurs performances indépendamment de leur énergie.

La densité énergétique d’une batterie hybride, en particulier du système polysulfure / air (S-Air), est 500 fois supérieure à celle des systèmes de stockage hydroélectrique par pompage. Il est également beaucoup plus compact et peut être placé à proximité de toute production d’énergie renouvelable.


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Plus d’information:
Barun Kumar Chakrabarti et coll. Cellules à circulation redox hybrides avec des performances électrochimiques améliorées grâce au graphène dopé à l’azote sans liant et déposé électrophorétiquement sur des électrodes en papier carbone, Matériaux appliqués et interfaces ACS (2020). DOI: 10.1021 / acsami.0c17616

Fourni par l’Université de Warwick

Citation: Les chercheurs modifient les électrodes de batterie à flux hybride avec des nanomatériaux (2021, 22 janvier), extrait de https://phys.org/news/2021-01-hybrid-battery-electrodes-nanomaterials.html le 22 janvier 2021

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