Molécules prometteuses pour les batteries à flux redox aqueuses

Faits marquants | Radical

28 février 2025

Le projet RADICAL présente ses premiers travaux sur des composés organiques pour produire des électrolytes durables de batteries à flux redox aqueuses

Mathieu ETIENNE (LCPME)

Le projet RADICAL vise à développer un nouvel électrolyte stable pour des batteries à flux redox aqueuses fonctionnant à pH neutre, tout en respectant les principes du développement durable. Nous explorons des composés organiques de la famille des nitroxydes comme alternatives prometteuses.

Une première série de cinq molécules a été synthétisée à l’échelle du gramme à l’ICR. Les nouvelles voies de synthèse développées, permettent de réduire le nombre d’étapes, d’optimiser les procédés de purification et d’améliorer les rendements. Ces synthèses sont réalisées en étroite collaboration avec le LRGP en charge de l’analyse de cycle de vie dans le projet RADICAL.

L’étude des propriétés physico-chimiques et électrochimiques de ces composés à l’ICGM a mis en évidence des potentiels et des solubilités équivalents ou supérieurs à l’état de l’art. Les premiers tests en batterie ont également montré des performances et une stabilité très prometteuse (cf. figure).

propriétés électrochimiques d'électrolyte de batteries à flux redox aqueuses — Cyclage électrochimique d’un composé développé dans RADICAL et comparaison à l’état de l’art

Les travaux menés par le consortium ont permis d’identifier les mécanismes de dégradation propres à chaque molécule et de les corréler avec leur structure. Ces avancées ouvrent la voie à la conception de molécules encore plus efficaces pour la suite du projet. Ils sont aidés dans ce sens par le partenaire PHENIX qui étudie cette famille de molécules au moyen des outils de la chimie théorique et computationnelle.

Enfin, sous la coordination du LCPME, les consortiums des projets RADICAL et DISCOVERY préparent un workshop (https://workshopbao.sciencesconf.org/) sur les batteries à flux redox aqueuses organiques. Cet évènement qui aura lieu à Paris les 24 et 25 avril 2025, a pour objectif d’impulser une standardisation des expériences permettant de déterminer les performances des nouvelles molécules, matériaux et systèmes de cette famille de batteries.