Bi-ION : le carburant propre du futur selon NanoFlowcell

27/04/2017

Bi-ION : le carburant propre du futur selon NanoFlowcell

 La startup NanoFlowcell propose une énergie propre et écologique produite à partir de bi-ION, une solution d'électrolyte saline qui est le résultat de deux décennies de recherche et de développement dans le domaine de la nano-technologie moléculaire.

Le nanoFlowcell fonctionne selon le principe d'une batterie redox (RFB) souvent appelé une batterie liquide. Cette définition indique une caractéristique importante : elle produit de l'électricité à partir de liquides. Lorsqu'ils sont jumelés avec des cellules d'écoulement, ces liquides sont connus sous le nom de solutions d'électrolyte.

Dans le cas de bi-ION, cette solution d'électrolyte se compose d'un liquide conducteur - sels organiques et inorganiques dissous dans l'eau - et les électrolytes eux-mêmes, une molécule développée dans Digilab dirigée par nanoFlowcell Holdings Ltd, modifiée sur un plan nanotechnique (nanoparticules).

Les sels redox dissous sont responsables du transfert d'énergie dans les batteries de flux redox classiques. Dans bi-ION, le milieu de stockage d'énergie est une nanoparticule suspendue qui permet une densité d'énergie considérablement plus élevée que les liquides électrolytiques redox réguliers.

La composition de cette molécule (électrolyte) et sa concentration dans la solution permettent une densité d'énergie exceptionnellement élevée pour les solutions d'électrolyte (> 600 Wh/l). L'électrolyte stocke l'énergie électrique dans des liaisons chimiques. Il contient les ions qui sont cruciaux pour le processus de réaction et est le composé chimique de bi-ION qui dissocie les ions. La structure moléculaire précise est un secret exclusif appartenant à nanoFlowcell et le sujet de la recherche continue de cellules d'écoulement menée par l'entreprise. Contrairement à d'autres instituts de recherche, le travail effectué par nanoFlowcell est entièrement financé par le secteur privé. Pour cette raison, la société ne souhaite pas non plus demander une protection par brevet pour la composition chimique des électrolytes bi-ION et la structure membranaire de nanoFlowcell avant le début de la commercialisation, ni révéler des détails sur son processus de production. D'autres instituts de recherche travaillent fiévreusement sur les batteries à flux mobile, mais l'entreprise estime qu'elle conserve encore une avance technologique confortable sur les systèmes de flux concurrents.

Une question importante est: combien d'énergie dois-je utiliser et combien cela coûtera pour rendre l'énergie mobile?

Par rapport aux batteries classiques et à l'hydrogène, bi-ION est un transporteur d'énergie extrêmement efficace. Le chargement des batteries au lithium-ion génère des pertes de charge pouvant atteindre 20%. En conséquence, le chargement d'une batterie Li-ion de 50 kWh prend environ 60 kWh d'électricité. Pour une autonomie de 100 kilomètres, une voiture électrique conventionnelle nécessite environ 16 kWh tandis qu'un véhicule à pile à combustible nécessite environ un kilo d'hydrogène pour la même distance de 100 kilomètres. Cependant, produire 1 Kg d'hydrogène à l'aide d'une électrolyse prend 100 kWh d'énergie. Au moins 50% de l'énergie est en effet perdue entre l'électrolyse et la station d'hydrogène - sur la compression, la liquéfaction, le transport, le remplissage, etc. Sans ces pertes en aval, il faut environ 55 kWh d'électricité pour fabriquer un kilogramme d'hydrogène. Si vous considérez que seulement 50% de l'électricité nécessaire pour l'électrolyse est ensuite disponible en tant qu'hydrogène utilisable, il devient clair que l'inefficacité de la chaîne de l'hydrogène empêchera finalement l'acceptation généralisée de l'hydrogène généré par l'électricité

Par rapport à la solution classique des batteries au lithium-ion actuellement prédominante dans les véhicules électriques, nanoFlowcell constitue un cas convaincant d'alternative à la fois plus efficace, pratique et respectueuse de l'environnement. Parce que la production de bi-ION n'est liée à aucune restriction spatiale ou géographique, les sites de production avec des sources d'énergie renouvelables (soleil, vent, marées, etc.) sont idéaux pour une production écologique et durable de bi-ION. Contrairement aux véhicules électroniques qui tirent leur électricité "de la prise" - électricité massivement générée à partir de centrales au charbon ou à l'énergie nucléaire - aucune énergie fossile n'est brûlée dans la production de bi-ION. NanoFlowcell Holdings soutient les énergies renouvelables pour la génération de l'électricité nécessaire à la production de bi-ION.

La production de bi-ION nécessite évidemment de l'énergie. Les valeurs dépendent de la conception des installations de production. Dans un processus de production idéalement configuré, il faut nécessairement moins d'un kWh d'électricité pour produire une quantité de bi-ION avec l'équivalent énergétique d'un kWh. Dans la production à grande échelle, les coûts de production pure (y compris la matière première utilisée) sont inférieurs à 0,10 euros par litre de solution d'électrolyte bi-ION. Une installation de production bi-ION standard aurait un volume de production d'environ 2 millions de litres/jour, soit un volume de production suffisant pour alimenter en permanence environ 300.000 véhicules électriques nanoFlowcell avec bi-ION.

Bi-ION a donc le potentiel de devenir un fournisseur d'énergie automobile, un statut évidemment très convoité. Sa densité d'énergie est convaincante. Dans l'état actuel des choses, les batteries à hydrogène et au lithium-ion déplacent simplement le problème des émissions de CO2 ailleurs, alors que bi-ION ne les génère pas. La production et l'utilisation de bi-ION dans nanoFlowcell ne génère pas de gaz à effet de serre ou nocifs. Au contraire, si elle est générée de manière renouvelable, l'énergie bi-ION pourrait même contribuer de manière importante à la protection de l'environnement.

En savoir plus sur l'énergie bi-ION de Nanoflowcell (en anglais)

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