Tout comprendre sur le stockage électrochimique de l’électricité

Tout comprendre sur le stockage électrochimique de l’électricité

Le stockage électrochimique de l’électricité est un système de conservation de l’énergie électrique en énergie chimique. Le stockage est effectif grâce à des réactions. En cas de besoin, l’énergie chimique se convertit en énergie électrique pour la consommation. Cela est rendu possible par le fait que l’énergie chimique et l’énergie électrique utilisent le même vecteur qui n’est autre que l’électron. Ce faisant, le stockage électrochimique électricité utilise une technologie différente des autres types de stockage. Elle fait intervenir des ions et accumulateurs d’énergie nécessaires au processus. Seulement, ce système de stockage, bien qu’écologique à cause de son aspect non polluant pèche par son absence de performance. La majorité des dispositifs utilisés ont soit une faible capacité de stockage, soit courent le risque ou moindre problème, de se décharger rapidement.

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Dispositifs de stockage électrochimique de l’électricité

Condensateurs

L’énergie stockée dans un condensateur est proportionnelle à sa capacité de stockage. La capacité de stockage est fonction de la forme du condensateur. Elle dépend aussi de la distance entre les deux électrodes. Les électrodes sont des conducteurs métalliques du courant. Les condensateurs qui renferment l’énergie ont toutefois une capacité de stockage faible, étant donné que la décharge dans ce type de dispositif se fait en une fraction de seconde. Les condensateurs sont répartis en trois types : le condensateur électrochimique, le condensateur céramique et le condensateur à film plastique, plus sûr. Pour le stockage de l’énergie électrique, les plus sûrs sont les condensateurs électrochimiques et à film plastique. Quand il emmagasine l’énergie, ils peuvent être utilisés dans plusieurs secteurs de la vie : les télécommunications, l’informatique, le transport, etc.

Supercondensateurs

Ce sont des moyens de stockage plus puissants que les condensateurs. Ils sont constitués de deux plateaux inférieurs et supérieurs, de deux électrodes poreuses collées à chaque plateau et d’une membrane poreuse. Cette membrane permet de séparer les électrodes et de conduire les ions. Tout comme dans le condensateur, l’énergie stockée par le super condensateur est proportionnelle à sa capacité de stockage. Elle est, dans la plupart des cas, élevée. Les supercondensateurs sont pour ainsi dire des dispositifs de stockage à haute puissance. Une des particularités de ce système est que lorsqu’il est entaché par des déchets dus au transfert d’électrons, il active son système d’autodécharge. Il se décharge par conséquent plus rapidement que d’habitude.

Batteries ou accumulateurs d’énergie

La batterie électrochimique est un dispositif de stockage qui transforme une énergie chimique en énergie électrique, grâce à l’intervention de certains réactifs lors de la décharge. Un transfert d’électrons se produit entre les deux bornes. La borne négative encore appelée anode et la borne positive ou cathode. Lors de la recharge par contre, l’électricité y est stockée sous forme chimique. Non sans subir des réactions chimiques importantes. La valeur d’une batterie est modifiée quand le débit d’énergie électrique libéré augmente. Entrainant par conséquent une décharge rapide. Les batteries ou accumulateurs d’énergie se déchargent encore plus vite lorsque la température ambiante est en hausse. Cependant, les batteries de stockage d’énergie électrochimique n’ont pas un mode de fonctionnement isolé. Leur dispositif est raccordé à un système de gestion du nom de Battery Management System en anglais (BMS). Il est chargé de réguler le fonctionnement d’une batterie afin qu’elle ne se détériore pas suite aux multiples cycles de charge et recharge. Il veille ainsi, entre autres que la batterie ne soit ni trop pleine, ni complètement déchargée. Ledit système de gestion, dans certaines batteries, communique avec un autre système de gestion de l’énergie. Comme son nom l’indique, il gère l’aspect énergie de la batterie en s’assurant que les prévisions de production et de consommation aient été faites, et bien d’autres aspects encore. On distingue ainsi 3 types de batteries : de plomb, alcalines, de sodium et lithium.

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Technologies de stockage électrochimique d’électricité

Accumulateurs au plomb

Il a été inventé par Gaston Planté en 1859. Il est constitué de deux électrodes positive et négative, d’un électrolyte et d’une réaction électrochimique. Dans la majorité des cas, les accumulateurs au plomb ne se déchargent pas à plus de 80 %. Si cela arrivait quand même, les électrodes se verraient attaquées.

Accumulateurs au nickel

On en dénombre plusieurs : au nickel-Cadmium employé dans la sécurité et l’éclairage, au nickel Métal Hydrure utilisé pour l’énergie portable et automobile et au nickel-Zinc usité dans le domaine automobile.

Accumulateurs au Lithium

Ils sont de plusieurs types. Parmi ceux-ci on dénombre :

  • Les accumulateurs à ions Lithium (Li-ion) : elle est focalisée sur l’utilisation du Lithium superoxyde comme électrode positive. Sa forme est celle d’un cylindre.
  • La technologie Lithium-air : c’est une technologie écologique, avec très peu d’autonomie. La technologie Lithium-air utilise les électrodes négatives, une électrode Li-métal et comme électrode positive une électrode à air. Cette dernière est constituée d’un catalyseur placé sur un tissu de carbone perméable. Son fonctionnement est comparable à celui d’une électrode à oxygène des piles combustibles. Quand il y a décharge de courant, l’oxygène diminue et un ion superoxyde se forme. Il fusionne avec le Lithium pour donner le lithium superoxyde. Le lithium superoxyde à son tour se transforme quelques secondes plus tard. Quand il y a recharge d’énergie, c’est le contraire qui se produit. À la différence qu’on ne passe pas par l’ion superoxyde. Cette technologie peut ainsi fournir plus de densité d’énergie que celle à ions Lithium.

Avantages et inconvénients du stockage électrochimique électricité

Stockée son électricité en faisant recours aux procédés chimiques a bien sûr plusieurs avantages et inconvénients.

Avantages du stockage électrochimique

En matière d’avantage, les pertes sont limitées lors de la conversion de l’énergie chimique en énergie électrique. Autrement dit, l’énergie stockée est presque toute récupérée lors de la décharge. En outre, comme tout autre système de chauffage, il est écologique puisqu’il lutte contre le réchauffement climatique par en favorisant l’usage des énergies renouvelables. Par ailleurs, en parlant des batteries des voitures électriques, il est possible de les réutiliser dans le bâtiment. Il s’agit précisément des batteries qui ont encore une capacité de fonctionnement de 75 % à peu près.

Inconvénient du stockage électrochimique

L’inconvénient majeur est la faible performance des systèmes de stockage électrochimiques. Déjà, leur capacité de stockage est faible pour plusieurs d’entre eux. Ajouté à cela, la densité énergétique est également limitée.

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