Nouvelle chimie des cellules aluminium-ion sur le banc d'essai des batteries
De la recherche à la pratique et inversement : développement de matériaux guidé par les exigences
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Les technologies de stockage efficaces et respectueuses de l'environnement, telles que les batteries aluminium-ion sans lithium (AIB), sont essentielles pour un approvisionnement énergétique sûr et climatiquement neutre. Le projet de recherche SALSA (développement de batteries aluminium-ion spécifiques à une application en utilisant des matériaux passifs et actifs innovants) se concentre sur la validation et le développement de l'AIB. Les possibilités d'utilisation de cette nouvelle chimie cellulaire pour la stabilisation du réseau sont testées en pratique dans le cadre de SALSA à l'aide de méthodes d'essai de batteries normalisées.
Pour développer un approvisionnement en électricité durable dans le cadre de l'électrification croissante des transports, des processus industriels et du chauffage des bâtiments, il faut un stockage efficace de l'électricité. Outre le stockage de grandes quantités d'énergie, par exemple pour un équilibrage jour/nuit ou saisonnier, il est indispensable de stabiliser le réseau électrique en lissant les pics de charge de manière hautement dynamique. Les domaines sensibles de l'industrie, du commerce et de l'infrastructure profitent notamment des alimentations sans interruption (ASI). Pour de telles applications stationnaires nécessitant peu d'entretien, la nouvelle batterie aluminium-ion convient en raison de son excellente résistance au cyclage et de sa densité de puissance. Comparée aux technologies de batteries actuellement disponibles sur le marché, par exemple à base de lithium ou de plomb, l'AIB est une alternative d'avenir : elle offre des avantages évidents en termes de coûts, de disponibilité des matières premières et de bilan environnemental.
De la recherche à la pratique et inversement : développement de matériaux guidé par les exigences
Dans le projet INNOBATT, qui s'est achevé avec succès en 2025, des cellules AIB de petite taille ont été fabriquées au format de cellules de poche et intégrées dans un démonstrateur de système. Cette étape importante de l'exploitation du démonstrateur permet de tirer des conclusions sur les performances réelles de la nouvelle technologie de cellules, car seule la mise à l'échelle des modules de batteries révèle les potentiels d'amélioration des cellules de poche au niveau des matériaux. D'où l'objectif global du projet de suivi SALSA : le développement de nouveaux matériaux évolutifs pour les AIB rechargeables, en mettant l'accent sur l'amélioration de la densité de puissance, de l'efficacité énergétique et de la résistance au cyclage. L'utilisation de l'analyse operando assure la compréhension fondamentale nécessaire des mécanismes. Les possibilités d'utilisation spécifiques des AIB pour une ASI doivent notamment être testées de manière pratique à l'aide de méthodes d'essai de batterie normalisées. Ces tests permettent également d'obtenir un retour d'information direct de l'application vers le développement des matériaux.
Le projet SALSA peut s'appuyer directement sur les enseignements tirés des projets précédents, comme INNOBATT. Ainsi, des cellules AIB ou des modules avec une durée de vie standard sont déjà disponibles au lancement du projet. Ces modules seront testés dans des conditions de charge et d'environnement proches de l'application. Au cours du projet, au moins trois niveaux de développement différents des modules sont mis sur le banc d'essai afin d'améliorer en permanence les matériaux actifs et passifs dans le cadre d'un processus itératif. Cela permet de poursuivre le développement des matériaux actifs et passifs parallèlement à la validation. La composition du consortium, avec des compétences dans les domaines du développement de matériaux et de la modification de surface, du développement de cellules d'essai ainsi que de la fabrication de batteries et de l'évaluation, permet à la fois de poursuivre le développement de la chimie cellulaire AIB par une recherche sur les matériaux basée sur la connaissance et de valider cette technologie dans des procédures de test concrètes proches de l'application.
Consortium du projet SALSA
Le consortium du projet SALSA comprend quatre partenaires industriels : HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG en tant que chef de file du consortium, EL-CELL GmbH, IoLiTec Ionic Liquids Technologies GmbH et SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH. Du côté académique et scientifique, l'université technique de Freiberg (Institut de chimie inorganique), l'université technique de Clausthal (Centre de recherche sur les technologies de stockage de l'énergie) et la société Fraunhofer avec les instituts Fraunhofer IISB / Fraunhofer THM et Fraunhofer IAP participent au projet. SALSA est soutenu par le ministère fédéral allemand de l'économie et de l'énergie (BMWE) dans le cadre du domaine des réseaux électriques et du stockage de l'électricité et se déroule du 01.08.2025 au 31.07.2028.
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