Un nuevo enfoque en el diseño de las baterías podría ser la clave para el almacenamiento de energía a largo plazo y de bajo coste, según investigadores del Imperial College de Londres.
El equipo de ingenieros y químicos ha creado una batería de flujo redox de polisulfuro-aire (PSA RFB) con no una, sino dos membranas.
El diseño de doble membrana supera los principales problemas de este tipo de baterías a gran escala, abriendo su potencial para almacenar el exceso de energía procedente, por ejemplo, de fuentes renovables como la eólica y la solar.
En las baterías de flujo redox, la energía se almacena en electrolitos líquidos que fluyen por las celdas durante la carga y la descarga, lo que se consigue mediante reacciones químicas. La cantidad de energía almacenada viene determinada por el volumen del electrolito, lo que hace que el diseño sea potencialmente fácil de ampliar. Sin embargo, el electrolito utilizado en las baterías de flujo redox convencionales -el vanadio- es caro y procede principalmente de China o Rusia.
El equipo del Imperial, dirigido por los profesores Nigel Brandon y Anthony Kucernak, ha estado trabajando en alternativas que utilizan materiales de menor coste que están ampliamente disponibles. Su enfoque utiliza un líquido como electrolito y un gas como el otro, en este caso polisulfuro (azufre disuelto en una solución alcalina) y aire.
Sin embargo, el rendimiento de las baterías de polisulfuro-aire es limitado porque ninguna membrana puede permitir que se produzcan las reacciones químicas y, al mismo tiempo, impedir que el polisulfuro pase a la otra parte de la célula.
La alternativa ideada por los investigadores fue utilizar dos membranas para separar el polisulfuro y el aire, con una solución de hidróxido de sodio entre ellas. La ventaja del diseño es que todos los materiales, incluidas las membranas, son relativamente baratos y están ampliamente disponibles, y que el diseño ofrece muchas más opciones en cuanto a los materiales que pueden utilizarse.
Si se compara con los mejores resultados obtenidos hasta la fecha con una batería de flujo redox de polisulfuro-aire, el nuevo diseño fue capaz de proporcionar una potencia significativamente mayor, hasta 5,8 milivatios por centímetro cuadrado.
Como el coste es un factor crítico para el almacenamiento a largo plazo y a gran escala, el equipo también llevó a cabo un análisis de costes. Calcularon que el coste energético, el precio de los materiales de almacenamiento en relación con la cantidad de energía almacenada- era de unos 2,5 dólares por kilovatio hora.
El coste de la energía, la tasa de carga y descarga conseguida en relación con el precio de las membranas y los catalizadores de la célula, resultó ser de unos 1600 dólares por kilovatio. Esta cifra es más alta de lo que sería factible para el almacenamiento de energía a gran escala, pero el equipo cree que se pueden conseguir más mejoras.
El equipo ya está trabajando en este ámbito, gracias a los conocimientos sobre catalizadores del profesor Anthony Kucernak, del Departamento de Química, y a la investigación sobre tecnología de membranas del Dr. Qilei Song, del Departamento de Ingeniería Química.
La empresa derivada RFC Power Ltd, creada para desarrollar el almacenamiento de energía renovable de larga duración sobre la base de la investigación del equipo, está preparada para comercializar este nuevo diseño en caso de que se realicen las mejoras.
Fuente:
https://ecoinventos.com/bateria-que-permite-almacenar-energia-a-largo-plazo-bajo-coste/
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