La batterie au plomb soluble détrônera-elle le règne du Lithium-ion

Un groupe de chercheurs de Sheffield annonce qu’il a réussi à prédire les coûts d’un type de stockage de batteries potentiellement clé pour soutenir la décarbonation des économies émergentes. Les résultats obtenus semblent indiquer une solution prometteuse pour la transition énergétique, rendant cette technologie potentiellement bénéfique pour les pays en développement.

Le rôle crucial du stockage de l’énergie

Le stockage de l’énergie est un enjeu majeur pour atteindre l’objectif de décarbonation de l’approvisionnement énergétique. En effet, il permet de conserver l’énergie excédentaire produite par les sources renouvelables, comme le vent et le soleil, pour l’utiliser lorsque les conditions de production sont moins favorables.

Les batteries se présentent comme une forme de stockage d’énergie particulièrement pratique car elles peuvent fonctionner comme des systèmes modulaires « plug and play » ne nécessitant pas une infrastructure complexe.

Le potentiel de la batterie au plomb soluble

Le groupe de recherche Brown, de la faculté d’Ingénierie Chimique et Biologique de Sheffield, s’est penché sur un système de stockage de batteries appelé : batterie au plomb soluble (SLFB). Celles-ci présentent un potentiel significatif pour une utilisation dans les économies émergentes en raison de leur robustesse et de leur durée de vie prévue.

Leur analyse portait spécifiquement sur un système de 24 volts pour un hub de charge solaire en Sierra Leone, qui pourrait fournir de l’énergie propre pour les maisons, les entreprises et les points de recharge de véhicules électriques.

En utilisant un modèle technico-économique pour définir et optimiser le coût et la performance de ce système, les chercheurs ont déterminé que la meilleure durée de décharge – c’est-à-dire le temps pendant lequel la batterie peut décharger son électricité stockée avant de devoir être rechargée – est de 4 heures. Dans un scénario optimiste, le coût total des composants serait inférieur à 50 £/kWh.

Comparaison avec les batteries au lithium-ion

Ce coût est attribuable au faible coût des matières premières des composants de ce type de système. Il est deux fois inférieur au coût du type de batterie le plus courant actuellement, le stockage de batteries au lithium-ion. Cependant, le coût de ce dernier est également attendu à la baisse avec un déploiement accru à travers le monde.

Le principal risque technique pour atteindre ce faible coût pour le SLFB réside dans la capacité à déposer à plusieurs reprises du plomb d’une épaisseur suffisante. En effet, des dépôts plus minces rendent la batterie plus coûteuse et moins efficace. Cependant, l’essai de dépôts de cette épaisseur n’a pas été réalisé sur de nombreux cycles de la batterie, ce qui représente une lacune importante dans la connaissance du SLFB que la recherche future devra combler.

L’article est intitulé « Predicting the cost of a 24 V soluble lead flow battery optimised for PV applications » (Prévoir le coût d’une batterie au plomb soluble de 24 V optimisée pour les applications photovoltaïques) et a été publié dans le Journal of Power Sources. Les auteurs sont : Diarmid Roberts et Solomon Brown de l’université de Sheffield et Ewan J. Fraser, Andrew Cruden et Richard G. Wills de l’université de Southampton.

La recherche a été financée par une subvention de la Faraday Institution et du programme Transforming Energy Access.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce qu’une batterie au plomb soluble (SLFB) ?

Une batterie au plomb soluble est un type de batterie à flux redox qui utilise des ions plomb solubles dans une solution électrolytique. Cette technologie présente l’avantage d’être robuste et d’avoir une durée de vie prévue élevée, la rendant attractive pour les économies émergentes.

Qu’est-ce qu’un modèle technico-économique ?

Un modèle technico-économique est un outil de planification qui aide à évaluer la viabilité économique d’un projet technologique en tenant compte à la fois des coûts d’exploitation et des performances techniques.

Quels sont les avantages des batteries au plomb solubles

Les SLFB pourraient offrir des coûts plus bas grâce à la faible coût des matières premières nécessaires à leur fabrication. De plus, elles sont robustes et ont une durée de vie prévue plus élevée, ce qui pourrait être bénéfique pour les économies émergentes.

Quels défis restent à surmonter pour les SLFB ?

Le principal défi technique pour les SLFB est la nécessité de déposer du plomb d’une épaisseur suffisante à plusieurs reprises. Les essais sur de nombreux cycles de la batterie n’ont pas encore été effectués, ce qui représente une lacune importante dans la connaissance actuelle de ces batteries.