Une nouvelle molécule organique stocke deux fois plus d'énergie et conserve une capacité de 99 % après près de 200 cycles

Une équipe de recherche de l'Université de Montréal et de l'Université Concordia a dévoilé une molécule organique révolutionnaire qui pourrait résoudre les problèmes d'intermittence des énergies renouvelables. Baptisée "AzoBiPy" (officiellement 4,4′-hydrazobis(1-méthylpyridinium)), la molécule est conçue pour être utilisée dans des batteries à flux redox organiques aqueuses (AORFB) - une alternative plus sûre et ininflammable aux systèmes au lithium-ion.

Les résultats, publiés dans le Journal of the American Chemical Society, mettent en évidence la capacité de l'AzoBiPy à subir un transfert réversible de deux électrons. Alors que la plupart des molécules organiques de posolyte (électrolyte positif) n'échangent qu'un seul électron, l'AzoBiPy double cette capacité.

Lors d'essais en laboratoire, la molécule a démontré une capacité spécifique volumétrique élevée de 47,1 Ah/L et une solubilité exceptionnelle dans l'eau.

La stabilité a longtemps été le point faible du stockage organique, mais l'AzoBiPy a établi une nouvelle référence. Au cours d'un essai de 70 jours comprenant 192 cycles de charge-décharge, la molécule a conservé près de 99 % de sa capacité initiale, ne perdant que 0,02 % par jour. Les chercheurs affirment que cette performance est presque sans précédent pour un composé organique, ce qui suggère qu'il pourrait stocker l'énergie collectée en été pour chauffer les maisons tout au long de l'hiver.

Le potentiel pratique de cette technologie a été mis en évidence lors d'une démonstration en direct en 2024, à l'occasion d'une fête départementale. Un prototype de batterie à flux, utilisant seulement deux cuillères à soupe de solution aqueuse par réservoir, a alimenté avec succès un ensemble de lumières de sapin de Noël pendant huit heures.

Sur le plan du renouvellement, alors que les piles à flux commerciales reposent essentiellement sur le vanadium, l'AzoBiPy est composée d'éléments abondants tels que le carbone, l'azote et l'hydrogène. L'équipe étudie actuellement des versions biosourcées dérivées du bois et des déchets alimentaires. Les demandes de brevet étant en cours, les chercheurs s'attendent à ce que cette classe de composés soit adoptée à grande échelle d'ici une dizaine d'années.