Development of anion exchange membranes for aqueous organic redox and zinc slurry-air flow batteries

Membranes échangeuses d’anions pour technologies de batteries à flux : batterie redox-organique et zinc-air Les batteries à flux redox, en particulier, les batteries à flux redox aqueux organiques (AORFB) et les batteries Zn-air sont considérées comme des candidats très intéressants pour le stockage d'électricité à grande échelle en raison de leur sécurité élevée, de leur impact environnemental faible, de leur faisabilitééconomique et de leur forte capacité de stockage. Dans ces batteries, la membrane permet le transport des ions entre l’anolyte et le catholyte tout en assurant une barrière physique entre les deux compartiments afin d'éviter les courts-circuits électriques. Les performances, la durée de vie et le coûtde ces batteries sont fortement affectés par les propriétés physico-chimiques des membranes employées. Cependant, l’étude de l’état de l’art montre que la recherche et le développement de membranes spécifiques pour ces batteries ne sont encore pas assez importants.Dans ce manuscrit, visant à mettre en évidence les corrélations entre les propriétés des membranes et les performances en systèmes, des membranes denses échangeuses d'anions et des membranes poreuses commerciales modifiées par un ionomère ont été préparées, caractérisées et testées dans les batteries AORFB et Zn-air. Cette étude a été menée sur différentes familles de membranes, obtenues par diversesstratégies de synthèse ou de modifications de membranes poreuses, afin d’obtenir des membranes à forte conductivité et faiblement perméables aux espèces actives et ainsi améliorer les performances en batterie. Les résultats de ces travaux contribuent non seulement à avancer dans la compréhension de la relation entre les propriétés de la membrane et les performances des RFB, mais également audéveloppement futur des RFB à faible coût et hautes performances.