Fabriquées avec du vanadium, les batteries redox flow pourraient s’imposer dans le stockage stationnaire
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De moins en moins chères et toujours plus efficaces, les batteries lithium-ion semblent avoir gagné le match de l’électrification. Mais la croissance hors norme du marché, les tensions d’approvisionnement sur certaines matières premières critiques et les nouveaux usages amènent les chercheurs à explorer d’autres chimies, voire des solutions de stockage alternatives. Aujourd’hui, focus sur les batteries au redox flow, qui se développent progressivement dans le stockage stationnaire.
L’Institut Fraunhofer a mis en service la plus grande batterie redox à flux de vanadium d’EuropeDepuis 2019, la petite ville de Pfinztal, en Allemagne, abrite une batterie atypique. Elle est étonnante d’abord par la matière qu’elle utilise : du vanadium dissous dans de l’acide. Elle est singulière aussi par sa forme : de grandes cuves beiges contiennent la précieuse solution – l’électrolyte – qui est pompée vers de petites cellules, où deux électrodes génèrent une réaction pour produire ou stocker l’électricité.
«Cela permet de séparer la puissance de l’énergie stockée : les cellules déterminent l’une, le volume des réservoirs l’autre», décrit Jens Noack, ingénieur de recherche au Fraunhofer ICT, l’institut des technologies chimiques qui a mené l’installation de ladite batterie. C’est la plus grande du genre en Europe avec 20 MWh pour 2 MW. (soit une fourniture de 2MW pendant 10 heures)
Adapté à l’essor des renouvelables
Très lourd, ce concept de batterie, dénommé redox flow (ou batterie à flux circulant), restera cantonné aux applications stationnaires. Mais il semble taillé sur mesure pour les renouvelables. «Il délivre de l’électricité durant dix heures ou plus, là où les batteries stationnaires classiques font plutôt cinq», chiffre Jens Noack. Reste la question du vanadium, principalement extrait en Chine et qui peut faire grimper les prix. Mais les cours – qui ont bondi en 2018 à la suite de l’instauration de règles antisismiques pour les fers à béton chinois (auquel le métal apporte de la résistance) – se sont assagis. Et l’Australie est dotée d’un énorme potentiel minier…
La sécurité et la durée de vie (qui peut atteindre plus de trente ans, malgré d’importants besoins de maintenance) sont aussi de potentiels avantages. D’où une vague d’intérêts, menée par le japonais Sumitomo, le chinois Rongke Power (qui a inauguré fin 2024 un parc de 700 MWh) et moult start-up. En Suisse, le groupe FlexBase a commencé un projet géant, pour 1,6 GWh, à côté d’un centre de données pour l’IA. Et d’autres chimies d’électrolyte, moins avancées (organique, à base de fer ou de bromure de zinc) sont regardées de près.
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