Les batteries à flux de vanadium sont un projet intéressant, avec des matériaux facilement accessibles par le hacker bricoleur. À cet effet [Cayrex2] sur YouTube présente leur version d'une petite batterie à flux autonome créée avec des pièces disponibles dans le commerce et quelques impressions 3D. La vidéo (intégrée ci-dessous) fait partie de la cinquième partie de la série, détaillant les processus de construction finale, de chargement et de déchargement. Les quatre premières parties de la série sont la partie 1, la partie 2, la partie 3 et la partie 4.
Le concept d'une batterie à flux est le suivant : plutôt que de stocker de l'énergie sous la forme d'un changement chimique sur les électrodes d'une cellule ou d'un changement chimique localisé dans une couche d'électrolyte, les batteries à flux stockent l'énergie due au changement chimique.
d'une paire d'électrolytes. Ceux-ci sont maintenus à l’extérieur de la cellule et connectés à une paire de pompes. La capacité d'une batterie à flux ne dépend pas des électrodes mais plutôt du volume et de la concentration de l'électrolyte, ce qui signifie que, pour les installations fixes, pour augmenter le stockage, vous avez besoin d'une plus grande paire de réservoirs. Il existe même des batteries à flux conteneurisé de 4 MWh installées dans divers endroits où le stockage de l'énergie renouvelable a besoin d'un tampon pour fluidifier le flux d'énergie. L’avantage des batteries à flux de vanadium réside dans la polyvalence du vanadium lui-même. Il peut exister dans quatre états d’oxydation stables afin qu’une batterie à flux puisse l’utiliser des deux côtés de la cellule de réaction.
Les plaques de réaction au cœur de la cellule sont imprimées avec une résine de type « ABS » pour cette construction. Ils comprennent une plaque plate avec des trous traversants pour le serrage, une ouverture centrale pour loger les électrodes du collecteur de charge, les couches de protection et la membrane échangeuse d'ions. Des tuyaux sur les bords mènent à de minuscules trous à chaque extrémité de la région d'écoulement, sur le bord intérieur, pour permettre aux électrolytes de s'écouler vers et depuis le réservoir externe. L'impression sur résine a été choisie en raison de sa résistance et, surtout, de la douceur de sa surface, qui contribuera à éviter les fuites. Les électrodes sont des feuilles de cuivre, avec une couche protectrice de PEHD conducteur et une deuxième couche de feutre de graphite. La dernière couche permet aux électrons d'être conduits vers l'électrode en PEHD et en cuivre tout en permettant un écoulement latéral de l'électrolyte depuis le réservoir. Une membrane échangeuse d'ions à base de Nafion au centre empêche le mélange de solutions électrolytiques positives et négatives. Cependant, les premiers tests avec du papier sulfurisé fonctionnent également pendant un certain temps. Chaque moitié de la batterie est remplie de pentoxyde de vanadium et d'acide sulfurique.
La tension théorique des cellules est centrée sur 1,5 volts, mais un courant suffisant doit être disponible même pour une si petite surface d'électrode. Regarder les deux moitiés de la cellule changer visiblement l’état de l’électrolyte pendant le processus de charge était amusant. Le vanadium produit des couleurs spectaculaires dans ses différents états d’oxydation ! Si vous souhaitez jouer le jeu chez vous, les fichiers STL des pièces imprimées en 3D sont à retrouver sur le site Cayrex2 Patreon.
