Cette batterie résisterait à 30 000 cycles de charge et décharge

Une technologie de batteries stationnaires à très longue durée de vie, qui peut couvrir toute une palette d’applications, du stockage de masse à la batterie domestique et qui provient d’une application spatiale ? C’est la promesse d’une entreprise californienne, dont voici les détails.

La technologie de batteries dite « nickel-hydrogène » Ni-H₂ a équipé de nombreuses applications spatiales : satellites de télécommunications, rover, le télescope spatial Hubble, ou encore la Station Spatiale Internationale. À partir des développements de la NASA dans les années 1980, le professeur Yi Cui de l’Université de Stanford a revisité avec son équipe de recherche la conception de ces batteries.

Ces batteries sont robustes et fiables. Elles présentent toutefois l’inconvénient d’être peu compactes, puisque l’hydrogène gazeux doit être maintenu dans une enceinte sous pression. C’est cette enceinte qui donne leur forme caractéristique de bonbonnes à ce type de batteries. La société EnerVenue est fondée en 2020 dans l’objectif de l’industrialiser pour des applications stationnaires sur Terre, en visant une mise sur le marché en 2024.

Son concept est basé sur l’Energy Storage Vessel, que nous pourrions traduire par « réservoir de stockage d’énergie ». C’est une longue bonbonne tubulaire de 1 m de long environ par 14 cm de diamètre. Elle pèse 40 kg, peut stocker 1,2 kWh et a une puissance nominale de 560 W. Ces unités peuvent être stockées facilement dans des racks, qui permettent d’envisager la constitution de très grands ensembles de batteries.

Une bonbonne d’un Energy Storage Vessel, à droite : un empilement des batteries en racks dans un hangar : Images : EnerVenue.

Cela permet à EnerVenue de proposer un large panel d’applications. La première d’entre elles est l’intégration dans le réseau électrique pour des besoins de régulation en fréquence et en tension, ou pour le stockage d’énergie intermittentes. Le produit peut également être proposé à moyenne échelle pour des installations industrielles afin de sécuriser leur approvisionnement électrique ou d’atteindre des taux importants de consommation d’énergie renouvelable. Enfin, en cours de développement, des applications domestiques sont envisagées par EnerVenue, en plaçant les bonbonnes dans les caves ou les sous-pentes de la toiture.

Stockage d’électricité à l’échelle du réseau et à l’échelle domestique / Images : EnerVenue.

Du fait de leur technologie particulière, les Energy Storage Vessel peuvent effectuer jusqu’à trois cycles par jour et ont une durée de vie prévue de 30 ans et 30 000 cycles tout en conservant 86 % de leur capacité. À titre de comparaison, les batteries Li-ion les plus performantes ont une durée de vie inférieure à dix mille cycles pour les meilleures conditions d’utilisation.

Tests de sécurité réussis

Par un communiqué de presse, la société EnerVenue annonce le 2 mai 2023 que ses accumulateurs ont terminé avec succès un cycle d’évaluation normalisé relatif à la sécurité incendie. Le système a notamment été évalué par le test UL 9540A, intitulé « Test Method for Evaluating Thermal Runaway Fire Propagation in Battery Energy Storage Systems », qui comprend des essais d’incendie à échelle progressivement plus grande pour évaluer le risque d’emballement thermique et de propagation de l’incendie. Les Energy Storage Vessel ont passé le test sans qu’aucune flamme n’ait été observée lors de l’emballement thermique induit.

EnerVenue a également certifié son produit selon la norme UL 1973 qui garantit l’aptitude d’un système de batterie à fonctionner en toute sécurité dans des conditions normales et anormales. L’évaluation concerne la sécurité électrique, mécanique et environnementale.

En pratique toutefois, il s’agit d’un système qui contient une grande quantité d’hydrogène gazeux sous pression, la sécurité des installations ne va donc pas de soi. Utiliser ce type de batteries pour du stockage domestique nécessitera au préalable la démonstration pratique du niveau de fiabilité annoncé. Cela explique certainement la mention « en développement » pour ce type d’application. La technologie spatiale dans la maison attendra donc encore un peu.