"La batterie révolutionnaire que vous rêvez d'avoir dans votre garage" : Une équipe australienne annonce une percée dans les batteries à flux
Une équipe d'ingénieurs de l'Université Monash en Australie a développé une batterie à flux redox à base d'eau, présentée comme une solution plus sûre, économique et efficace pour stocker l'énergie solaire résidentielle. Cette innovation pourrait enfin rendre les batteries à flux compétitives pour les particuliers, un marché jusqu'ici dominé par les batteries lithium-ion.
Les batteries à flux, connues pour leur grande capacité de stockage, leur longue durée de vie et leur sécurité accrue (sans risque d'incendie), étaient jusqu'alors réservées aux projets à grande échelle en raison de leur taille encombrante et de leur charge lente. Leur commercialisation s'est également heurtée à des défis économiques, comme en témoigne le cas de Redflow, une entreprise australienne placée en administration volontaire en 2023 face à la chute des prix du lithium.
L'équipe de Monash, dirigée par Wanqiao Liang, doctorante en science des matériaux, a surmonté ces obstacles grâce à une nouvelle conception de membrane. "L'innovation clé réside dans l'amélioration de la sélectivité ionique", explique Liang, auteure principale de l'étude publiée dans Angewandte Chemie Novit. "Notre membrane laisse passer les bons ions rapidement tout en bloquant les indésirables."
Les tests révèlent des performances exceptionnelles : 600 cycles à haut courant sans perte de capacité, une compacité améliorée et des coûts inférieurs aux systèmes lithium-ion. "C'est une batterie non toxique, ininflammable et fabriquée à partir de matériaux abondants", souligne Liang. "Elle peut suivre la production solaire en temps réel - exactement ce qu'on veut dans son garage."
Actuellement, l'équipe imprime en 3D des prototypes pour des tests en conditions réelles. Si les résultats se confirment, cette technologie pourrait arriver sur le marché d'ici quelques années, offrant une alternative viable pour le stockage résidentiel et semi-industriel. Cette percée marque un tournant dans la démocratisation des énergies renouvelables en Australie et au-delà.
Đột phá pin dòng chảy: Giải pháp lưu trữ năng lượng mặt trời an toàn, rẻ, hiệu quả cho mọi gia đình
Một nhóm kỹ sư từ Đại học Monash (Úc) vừa công bố phát triển thành công loại pin dòng chảy sử dụng nước, hứa hẹn cách mạng hóa việc lưu trữ năng lượng mặt trời tại các hộ gia đình với độ an toàn cao, chi phí thấp và hiệu suất vượt trội.
Pin dòng chảy (flow battery) trong những năm gần đây được xem là ứng viên tiềm năng thay thế pin lithium-ion truyền thống nhờ khả năng lưu trữ quy mô lớn, tuổi thọ dài, hiệu suất cao và đặc biệt là không có nguy cơ cháy nổ. Tuy nhiên, công nghệ này thường chỉ phù hợp cho các hệ thống lưu trữ năng lượng cỡ lớn do kích thước cồng kềnh và tốc độ sạc chậm.
Redflow - một trong những công ty pin đầy triển vọng của Úc - đã phải nộp đơn phá sản tự nguyện vào năm ngoái sau nhiều năm vật lộn với bài toán chi phí, đặc biệt khi giá pin lithium liên tục giảm. Trong bối cảnh đó, nhóm nghiên cứu Đại học Monash tự tin với phiên bản pin dòng chảy cải tiến có thể chinh phục thị trường dân dụng - mục tiêu mà Redflow từ bỏ từ rất sớm.
Wanqiao Liang, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết bước đột phá nằm ở thiết kế màng ngăn mới. Công nghệ này giải quyết được vấn đề tốc độ sạc chậm, mở đường cho thế hệ pin dòng chảy nhỏ gọn hơn, rẻ hơn đáng kể so với hệ thống lưu trữ lithium-ion hiện tại.
"Chìa khóa nằm ở việc cải thiện khả năng chọn lọc ion: cho phép các ion hữu ích đi qua nhanh chóng đồng thời ngăn chặn những ion không mong muốn", Liang giải thích. "Màng ngăn mới của chúng tôi đạt được sự cân bằng này, cho phép vận hành ổn định ngay cả ở mật độ dòng điện cao".
Trong các thử nghiệm, công nghệ mới vượt trội hơn hẳn màng ngăn tiêu chuẩn ngành cả về tốc độ lẫn độ ổn định - duy trì 600 chu kỳ dòng điện cao mà hầu như không suy giảm dung lượng. "Đây là bước tiến lớn cho dòng pin này", Liang khẳng định. "Đây chính là loại pin bạn muốn có trong gara nhà mình: không độc hại, không cháy nổ, làm từ nguyên liệu phổ biến, đồng thời đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng mặt trời ngay cả những ngày nắng gắt".
Nhóm kỹ sư Đại học Monash hiện đang in 3D các nguyên mẫu và thử nghiệm trong điều kiện thực tế. Liang cho biết: "Nếu nguyên mẫu tiếp tục hoạt động như kỳ vọng, sản phẩm có thể ra mắt thị trường trong vài năm tới". Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Angewandte Chemie Novit của Hiệp hội Hóa học Đức.
Với những ưu điểm vượt trội về giá thành, độ an toàn và khả năng mở rộng, phát minh này mở ra triển vọng mới cho việc phổ cập hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo quy mô hộ gia đình và vừa tại Úc cũng như trên toàn thế giới.
