Nuevo avance en el diseño de baterías de flujo: un aditivo de azúcar muestra resultados récord

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Nuevo avance en el diseño de baterías de flujo: un aditivo de azúcar muestra resultados récord


Nuevo avance en el diseño de baterías de flujo: un aditivo de azúcar muestra resultados récord
Los investigadores preparan un electrolito de batería de flujo experimental.Andrea Starr | PNNL

Investigadores del PNNL han logrado aumentar la capacidad y la duración de las baterías de flujo utilizando un aditivo comúnmente utilizado en alimentos y medicamentos. Este experimento ha establecido un récord en el campo de las baterías de flujo de próxima generación.

Un grupo de investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) ha presentado un gran avance científico al hacer funcionar un aditivo derivado del azúcar llamado β-ciclodextrina para mejorar la capacidad y la longevidad de las baterías de flujo.

Las baterías de flujo son un tipo de batería diseñada para el almacenamiento de energía en la red eléctrica. A diferencia de las baterías de estado sólido, las baterías de flujo almacenan energía en un electrolito líquido.

Las baterías de flujo son esenciales, ya que son especialmente útiles para respaldar la generación de energía a partir de fuentes renovables intermitentes

Pues bien, en una serie de experimentos, los científicos optimizaron la proporción de productos químicos en el sistema y lograron aumentar la potencia máxima en un 60 %. Luego, sometieron las baterías a ciclos de carga y descarga continuos durante más de un año, sin que la capacidad de almacenamiento de energía disminuyera significativamente.

Este experimento es el primero en informar más de un año de uso continuo de una batería de flujo a escala de laboratorio con una pérdida mínima de capacidad.

Aditivo de azúcar para baterías de flujo

El aditivo β-ciclodextrina es el responsable de acelerar la reacción electroquímica que almacena y libera energía en la batería de flujo. Este proceso, conocido como catálisis homogénea, permite que el azúcar realice su función mientras se disuelve en la solución electrolítica, eliminando la necesidad de utilizar un sólido aplicado a una superficie.

Según Wei Wang, investigador de baterías del PNNL y líder del estudio, este enfoque representa una nueva forma de desarrollar electrolitos para baterías de flujo.

Al utilizar un catalizador diferente diseñado para acelerar la conversión de energía y al disolverse en el electrolito líquido, se eliminan los problemas potenciales asociados con la presencia de sólidos en el sistema.

La importancia de las baterías de flujo

Las baterías de flujo son esenciales para el almacenamiento de energía recargable y de larga duración en la red eléctrica, ya que son especialmente útiles para respaldar la generación de energía a partir de fuentes renovables intermitentes, como la energía eólica y solar.

A medida que aumenta la demanda de estas fuentes de energía, se requiere un almacenamiento eficiente y fiable. Las baterías de flujo, en particular aquellas mejoradas con el aditivo β-ciclodextrina, tienen el potencial de desempeñar un papel crucial en la descarbonización de la red eléctrica.

Una de las ventajas de las baterías de flujo es su capacidad de escalar a diferentes tamaños, desde bancos de laboratorio hasta instalaciones a gran escala del tamaño de decenas de miles de metros cuadrados.

nuevo-avance-diseno-baterias-flujo-aditiEl investigador de baterías de flujo Ruozhu Feng posa con ingredientes para una batería de energía de red de larga duración. (Foto de Andrea Starr | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico)

Sin embargo, los diseños comerciales existentes dependen de minerales costosos y difíciles de obtener, como es el caso del vanadio. Es por eso que la búsqueda de tecnologías alternativas, que utilicen materiales más comunes y sintetizables, es fundamental.

El estudio realizado por el PNNL es parte de un programa más amplio para desarrollar tecnologías de almacenamiento de energía a escala de red.

El equipo de investigación continúa trabajando en mejoras adicionales del sistema, experimentando con otros compuestos similares a la β-ciclodextrina pero más pequeños. Estos avances podrían abrir nuevas oportunidades para el almacenamiento eficiente y sostenible de energía a gran escala.

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