RADICAL

Approche radicalaire pour atteindre une très grande stabilité de la batterie aqueuse organique

Aperçu

Développement d’une batterie aqueuse à circulation d’électrolytes, compétitive et éco-responsable, basé sur des composés organiques

Mathieu Etienne (LCPME, Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour les Matériaux et l’Environnement, CNRS, Nancy)

Nous sommes aujourd’hui confrontés au défi de concevoir des batteries stationnaires pour le stockage des énergies renouvelables qui combinent bonnes performances en densité d’énergie et de puissance et longue durée de vie tout en étant économiquement compétitives avec un faible impact environnemental. Le consortium de RADICAL associe recherche fondamentale et développement technologique pour élaborer une batterie aqueuse à flux redox, économique et durable, avec des performances actuellement non disponibles sur le marché. Le projet combine en particulier modélisations et expériences pour découvrir de nouveaux électrolytes et des électrodes plus performantes.

Actus en lien

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Les tâches

Nos recherches


Choix des molécules

L’influence de la fonctionnalisation d’une série de nitroxydes sur leurs performances pour les batteries à flux redox est systématiquement étudiée grâce à des outils de calcul (DFT), en calculant l’ensemble des descripteurs pertinents. Un sous-ensemble d’environ vingt candidats les plus prometteurs est sélectionné, sur lesquels des calculs plus avancés sont réalisés.


Synthèse des molécules et études de leurs propriétés

Une série de nouvelles molécules (15-20) est synthétisée. Leurs propriétés électrochimiques de base sont systématiquement déterminées et leur réactivité dans un électrolyte complexe est évaluée à l’aide de technique électrochimique de pointe.


Analyse de cycle de vie

Un schéma de synthèse efficace et économiquement durable pour les candidats sélectionnés est réalisé.


Etude de la stabilité des composés

La stabilité des molécules les plus prometteuses est évaluée. Cette évaluation comprend une approche théorique, des caractérisations physico-chimiques classiques (RMN, UV-Vis, LC/MS, …) ainsi que des techniques plus avancées (RPE), et des tests complets en batterie avec des configurations soigneusement choisies.


Réalisation d’une batterie complète

La modélisation au niveau système permet ensuite d’optimiser le transport de matière dans ces batteries à flux redox qui utilisent des électrolytes complexes, les concentrations élevées impliquant parfois des viscosités importantes. Avec les meilleures molécules développées dans le projet, une batterie complète à l’échelle du laboratoire est assemblée permettant de démontrer les performances et la viabilité des électrolytes formulés.

Le consortium

6 laboratoires académiques

Implantation du consortium

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