Des chercheurs chinois dévoilent une batterie de flux entièrement fondée sur le fer, supportant plus de 6000 cycles de charge sans perte notable de capacité. Économique, sécurisée et robuste face aux lithium-ion, elle favorise le stockage d’énergie solaire et éolienne à grande échelle pour des réseaux durables.
Des chercheurs chinois ont conçu une batterie de flux totalement fondée sur le fer, capable de résister à plus de 6000 cycles de charge sans dégradation détectable. Cette innovation s’annonce moins onéreuse, plus sûre et plus résistante que les batteries aux ions de lithium actuelles, ouvrant la voie au stockage d’énergie renouvelable à grande échelle.
Une alternative au lithium capable de tout transformer
Les batteries aux ions de lithium règnent sur le marché du stockage d’énergie, sans pour autant offrir une solution idéale.
Leur prix élevé, les disruptions dans l’approvisionnement et les risques d’incendie les rendent inadaptées au stockage pour les réseaux électriques.
Ces défis trouvent une réponse dans une innovation des chercheurs de l’Académie chinoise des sciences : une batterie de flux alcaline entièrement fondée sur le fer. Les résultats paraissent dans la revue Advanced Energy Materials.
L’objectif impressionne : plus de 6000 cycles de charge et décharge sans perte mesurable de capacité, soit environ 16 ans d’usage quotidien, selon la presse locale.
L’atout majeur réside dans l’emploi du fer, l’un des matériaux les plus abondants et accessibles de la planète.
Du fer au lieu du lithium : un avantage économique clair ?
Le fer coûte environ 80 fois moins cher que le lithium brut. Cela n’implique pas une réduction identique pour une batterie de flux à base de fer par rapport à une lithium-ion équivalente.
Réduire fortement le coût de la matière première essentielle représente un progrès majeur, particulièrement pour les installations industrielles couplées à des parcs solaires ou éoliens.
Contrairement aux batteries classiques des smartphones, ordinateurs ou voitures électriques, les batteries de flux reposent sur des électrolytes liquides dans des réservoirs externes.
Pour booster la capacité, il suffit d’agrandir les réservoirs, un atout précieux pour les usages intensifs.
Les batteries au fer affrontaient un obstacle majeur
Les batteries de flux au fer ne datent pas d’hier. Leur talon d’Achille résidait dans une dégradation rapide, une faible réversibilité et une migration des matériaux actifs à travers la membrane, altérant peu à peu les performances.
Pour surmonter ces limites, l’équipe a repensé l’électrolyte négatif au niveau moléculaire.
Partant de 12 ligands organiques, ils ont formé 11 complexes ferreux et sélectionné le plus stable. Sa structure imposante protège le cœur ferreux, tandis que les groupes anioniques repoussent les hydroxydes et limitent les croisements.
Les tests en laboratoire confirment un fonctionnement à 80 mA cm⁻² sur plus de 6000 cycles, avec une efficacité coulombique moyenne de 99,4 %, sans déclin de capacité.
Sous contraintes élevées, elle atteint une densité de puissance maximale de 392,1 mW cm⁻², tout en conservant 78,5 % d’efficacité énergétique.
Un argument décisif tient à la sécurité. L’électrolyte aqueux évite les solvants organiques inflammables, sources d’incendies et d’explosions dans les batteries lithium.
Cette qualité compte pour les implantations massives près des zones habitées ou des sites sensibles.
Le parcours vers l’industrialisation reste long
Comme pour la plupart des avancées dans ce domaine, la prudence s’impose.
Les performances proviennent de tests en laboratoire, et le passage à l’échelle commerciale exige temps et efforts. Aucune expérimentation pilote ni calendrier de fabrication n’émerge pour l’instant.
Le potentiel demeure évident. Si scalable, le fer, abordable, abondant et fiable, deviendra un pilier des réseaux électriques durables, stockant l’énergie solaire et éolienne indépendamment des conditions météo.