Des batteries redox flow pour stabiliser nos réseaux électriques

11 octobre 2022

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Le cœur d’un réseau électrique stable et intégrant un maximum d’énergie renouvelable a besoin de capacités importantes de stockage. Les énergies renouvelables, comme l’éolien ou le photovoltaïque, arrivent sur le réseau au gré des conditions météorologiques, sans lien avec les besoins réels des consommateurs. Pour alimenter les particuliers et les entreprises quand ils en ont besoin, il faut donc stocker ces ressources en amont. Or, pour l’instant, aucune technologie ne s’est imposée pour stocker autant d’énergie à un coût acceptable. Cette technologie de batterie appelée « par percolation », où l’électrolyte circule entre deux cuves à travers une cellule électrochimique, apparaît prometteuse. C’est sur cette technologie que se penchent, depuis quelques années, Didier Floner, chercheur au sein de l’Institut des sciences chimiques de Rennes (Université de Rennes 1/CNRS/ENSCR/INSA Rennes), et sa collaboratrice Florence Geneste.

Le scientifique a débuté sa carrière en travaillant sur les piles à combustible. Il s’est intéressé aux matériaux utilisés dans ces appareils, en mettant au point un procédé de métallisation des feutres de graphite constitués d’un enchevêtrement de fibres de graphites sans altérer la porosité des matériaux. Didier Floner a ainsi obtenu des fibres de graphite métallisées, plus fines que des cheveux, et particulièrement conductrices : « L’avantage de ce matériau est de donner des performances supérieures aux électrodes. »

Le chercheur souhaite donc l’utiliser pour des procédés de synthèse électrochimique, notamment de catalyse. Mais la montée en puissance des énergies renouvelables, à la fin des années 2000, place la question du stockage au centre de l’actualité. Didier Floner reprend alors le développement de cette solution de stockage dynamique de l’électricité par percolation, en utilisant ses travaux sur les matériaux. Il met également au point un électrolyte plus écologique, obtenu par une synthèse de molécules organiques, en remplacement de l’électrolyte contenant des ions métalliques. Cette méthode lui permet de remplacer le vanadium et d’utiliser une solution moins corrosive, employée jusqu’ici dans les batteries redox.

L’équipe de chercheurs monte alors un premier démonstrateur de batterie redox, de petite taille. Cette technologie donne naissance, en 2014, à la start-up IonWatt, devenue depuis KemiWatt. Puis, la SATT Ouest Valorisation aide l’équipe à rassembler des fonds pour produire un démonstrateur de plus grande taille. Installé sur le campus de Beaulieu, à Rennes, il affiche une durée de décharge de six heures, et une capacité de stockage de 30 kWh. En 2017, la start-up est lauréate du Concours mondial de l’innovation, ce qui lui a permis de poursuivre son développement.