Elles stockent l’énergie dans des électrolytes qui contiennent des couples redox solubles : ces électrolytes anodiques et cathodiques sont stockés dans des réservoirs qui peuvent atteindre plusieurs centaines ou plusieurs milliers de litres.
Mais la mobilité n’est pas le seul avantage, puisqu’une autre caractéristique de ces systèmes de stockage d’énergie est leur cyclabilité, c’est-à-dire leur capacité de stocker et de décharger de l’énergie réversiblement pendant plusieurs centaines de cycles.
Le stockage de l'énergie se fait par l'entrée des molécules chargées de l'électrolyte dans les pores des électrodes de carbone. Dans un premier temps, les chercheurs pensaient que les pores des électrodes devaient être de taille supérieure à celle des molécules chargées, afin de ne pas gêner leur transport.
Le problème majeur de ces énergies est leur disponibilité inégale à la surface de la Terre et dans le temps. Pour assurer le développement de leur utilisation, il est donc nécessaire de bien maîtriser le stockage de l'énergie.
Le système le plus utilisé aujourd’hui pour stocker de grandes quantités d’énergie primaire lors de périodes de surproduction est le stockage hydraulique (STEP, station de transfert d’énergie par pompage), en remontant de l’eau par pompage en aval d’un barrage, puis en la déversant dans la retenue de ce dernier.
En raison de l’intermittence de certaines d’entre elles (éolien, solaire notamment photovoltaïque), le stockage est alors le seul moyen permettant d’opérer un décalage dans le temps entre la production d’électricité (par des panneaux solaires fonctionnant uniquement le jour) et la satisfaction de la demande (éclairage la nuit).
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