Un workshop international dédié aux protocoles de tests de batteries à flux redox aqueuses
organiques

La caractérisation des batteries à flux redox aqueuses organiques sujet d’un workshop international organisé par les projets RADICAL et DISCOVERY.

Mathieu ETIENNE (LCPME) et Florence GENESTE (ISCR)

Le premier workshop international sur les batteries à flux redox aqueuses organiques s’est déroulé avec succès les 24 et 25 avril 2025 à Paris. Il a rassemblé plus d’une centaine de participants dont un tiers venait de France et les deux autres tiers du reste du monde (USA, Allemagne, Espagne, Italie, Finlande, Suède, République Tchèque, etc.). Environ 30% des participants venaient de l’industrie.

Les auteurs majeurs du domaine étaient présents à Paris, ce qui nous a permis d’organiser une discussion approfondie avec notre communauté scientifique sur la meilleure manière d’accompagner les chercheurs arrivant dans ce domaine de recherche. La problématique a été parfaitement illustrée par la conférence d’ouverture sur la réplicabilité inter-laboratoire des essais de cellules de batteries à flux redox (Professor F. R Brushett), ou encore par la conférence listant des erreurs à ne plus faire, venant des premiers travaux dans le domaine dans le groupe du Professeur M. J. Aziz.

Un partage d’astuces et de bonnes pratiques expérimentales

Ces deux journées d’échanges ont été largement centrées sur les bonnes pratiques expérimentales et l’importance d’une rigueur méthodologique. Sans être exhaustifs, plusieurs intervenants ont abordé ces questions de manière explicite. F. Geneste et M. A. Goulet ont souligné l’importance de respecter les limites de tension lors des cyclages, ainsi que celle des périodes de maintien des électrolytes à différents états de charge pour étudier leur stabilité. S. Guiheneuf (Kemiwatt) a insisté sur le rôle des impuretés et de la température sur les propriétés des électrolytes, et donc sur le fonctionnement des batteries.

C. Stolze a présenté une comparaison des différentes méthodes de mesure de l’état de santé (SOH) des batteries. P. Peljo et E. Ventosa ont introduit des montages expérimentaux originaux permettant de mesurer la tension à circuit ouvert (OCV) de chaque électrolyte à l’aide de mini-batteries placées en amont et en aval de la batterie RFB principale. Ce dernier a également proposé une nouvelle méthode pour rééquilibrer périodiquement les électrolytes. P. Mazur a présenté les travaux de son groupe sur la stabilité de plusieurs composés et a partagé des astuces expérimentales pour travailler dans des conditions atmosphériques dépourvues d’oxygène. Enfin, L. F. Arenas a mis en évidence l’importance de la vitesse de circulation du fluide et a proposé une métrique normalisée pour mieux appréhender cet aspect.

Un « guideline » plutôt que des standards ?

Au cours de la table ronde organisée le 24 avril en fin de journée, les termes de standardisation et d’harmonisation ont été évoqués mais ils n’ont pas fait consensus en raison de la très grande diversité des chimies et conditions expérimentales qui sont aujourd’hui explorées dans le domaine des batteries aqueuses organiques. Le meilleur compromis trouvé alors est d’établir un guide pratique (a quideline) pour aider les chercheurs à choisir correctement les méthodes de caractérisation en fonction du niveau de développement des nouveaux électrolytes envisagés. Ce travail est en cours et fera l’objet prochainement d’une publication.

L’ensemble des présentations orales et par affiche, de grande qualité, a également bien illustré la diversité des domaines de recherche autour des batteries à flux redox aqueuses organiques (synthèse de composés et polymères redox actifs, membranes, méthodes de caractérisation operando, modification/traitement des électrodes, procédés de couplage originaux, chimie quantique/machine learning, etc.). Un tel rassemblement permet à cette communauté grandissante composée d’acteurs de disciplines variées de se connaitre, d’échanger et de mettre en place des actions communes.

Nous regardons maintenant vers l’avenir en réfléchissant aux moyens de consolider la communauté qui a été rassemblée ainsi pour la première fois, et en envisageant une seconde édition à ce workshop, dans deux ans.

Ce workshop a été organisé par les consortiums des projets RADICAL et DISCOVERY, avec le soutien du PEPR batteries et du GDR Redox Flow