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Aug 20, 2023

Du concept à la réalité : le développement de Molten

Du concept à la réalité : le développement de la technologie des batteries à sel fondu Le monde évolue rapidement vers des sources d'énergie renouvelables, telles que l'énergie solaire et éolienne, pour répondre aux besoins toujours croissants.

Du concept à la réalité : le développement de la technologie des batteries à sel fondu

Le monde évolue rapidement vers des sources d’énergie renouvelables, telles que l’énergie solaire et éolienne, pour répondre à la demande toujours croissante d’électricité et lutter contre le changement climatique. Cependant, le caractère intermittent de ces sources d’énergie nécessite le développement de solutions de stockage d’énergie efficaces et rentables. Une technologie prometteuse qui a gagné du terrain ces dernières années est la batterie aux sels fondus, qui offre de nombreux avantages par rapport aux technologies de batteries conventionnelles, telles que les batteries lithium-ion et plomb-acide.

Les batteries à sel fondu, également connues sous le nom de batteries à métal liquide, sont un type de batterie à haute température qui utilise des sels fondus comme électrolyte. Le concept des batteries à sels fondus remonte aux années 1960, lorsque des chercheurs du laboratoire national d'Oak Ridge, aux États-Unis, ont commencé à explorer le potentiel de l'utilisation de sels fondus dans les batteries pour le stockage d'énergie. Cependant, ce n'est qu'au début des années 2000 que l'intérêt pour cette technologie a repris, principalement en raison du besoin croissant de solutions de stockage d'énergie à grande échelle pour l'intégration des énergies renouvelables.

Le principe de base des batteries à sel fondu est l’utilisation de deux électrodes de métal liquide non miscibles séparées par un électrolyte à sel fondu. Les électrodes sont généralement constituées de métaux ayant des potentiels électrochimiques différents, tels que le magnésium et l'antimoine, tandis que l'électrolyte est généralement un mélange de sels de métaux alcalins, tels que le chlorure de lithium et le chlorure de potassium. Lorsque la batterie est chargée, la réaction électrochimique entre les électrodes et l'électrolyte provoque la dissolution du métal le moins réactif dans l'électrolyte et le dépôt du métal le plus réactif sur l'électrode négative. Lors de la décharge, la réaction inverse se produit, libérant de l'énergie électrique.

L’un des principaux avantages des batteries à sel fondu est leur capacité à fonctionner à des températures élevées, généralement comprises entre 400 et 700 degrés Celsius. Ce fonctionnement à haute température permet une réaction électrochimique plus rapide et plus efficace, ce qui se traduit par des densités d'énergie et des capacités de puissance plus élevées que celles des batteries conventionnelles. De plus, l’utilisation d’électrodes et d’électrolytes liquides élimine le besoin de séparateurs solides et de collecteurs de courant, qui peuvent se dégrader avec le temps et limiter la durée de vie des batteries traditionnelles.

De plus, les batteries à sel fondu sont intrinsèquement plus sûres que les autres technologies de batteries, car la température de fonctionnement élevée empêche la formation de dendrites, qui peuvent provoquer des courts-circuits et un emballement thermique dans les batteries lithium-ion. De plus, les matériaux utilisés dans les batteries à sels fondus sont abondants et relativement peu coûteux, ce qui en fait une option intéressante pour les applications de stockage d’énergie à grande échelle.

Malgré ces avantages, plusieurs défis doivent encore être relevés avant que les batteries à sels fondus puissent devenir une solution de stockage d’énergie courante. L’un des principaux obstacles est le développement de matériaux et de conceptions adaptés, capables de résister aux températures élevées et à la nature corrosive des sels fondus. Les chercheurs explorent actuellement diverses approches pour surmonter ce problème, telles que l’utilisation de céramiques avancées et de métaux réfractaires pour la construction de composants de batteries.

Un autre défi est le rendement énergétique relativement faible des batteries à sels fondus, qui se situe généralement autour de 70 à 80 %. Cela est principalement dû aux pertes thermiques élevées associées au fonctionnement à haute température de la batterie. Pour améliorer l'efficacité énergétique, les chercheurs étudient des méthodes permettant de réduire la température de fonctionnement de la batterie sans compromettre ses performances, comme l'utilisation de mélanges de sels eutectiques avec des points de fusion plus bas.

En conclusion, la technologie des batteries à sels fondus a parcouru un long chemin depuis sa création dans les années 1960, et les récents progrès en science et ingénierie des matériaux l’ont rapprochée de la possibilité de devenir une solution viable de stockage d’énergie à grande échelle. Alors que la recherche continue de relever les défis restants, il est probable que les batteries à sels fondus joueront un rôle crucial dans la transition mondiale vers des sources d'énergie renouvelables et un avenir plus durable.