Las baterías de flujo tienen el potencial de ayudar a almacenar energía a gran escala, y pueden ser particularmente útiles para respaldar las fuentes de energía renovables, pero aún quedan algunos problemas por resolver. Los ingenieros de Stanford han desarrollado un nuevo tipo de batería de flujo que puede ser escalable, segura, eficiente y económica, utilizando una mezcla de metal que permanece líquida a temperatura ambiente.
En una batería de flujo, el cátodo y el ánodo están en forma fluida y se mantienen en tanques externos, para ser bombeados a la celda principal de la batería cuando sea necesario. Allí, los dos líquidos están separados por una membrana que les permite de forma selectiva intercambiar electrones para cargar o descargar la energía. Es posible que estos dispositivos puedan almacenar enormes cantidades de energía en el futuro, pero los productos químicos utilizados son a menudo tóxicos, caros y difíciles de manejar. El equipo de Stanford diseñó la nueva batería de flujo para superar esos problemas, utilizando una combinación única de materiales.
En primer lugar, el fluido utilizado como lado negativo de la batería es una aleación de sodio y potasio. Esta mezcla sigue siendo un metal líquido a temperatura ambiente y, en teoría, acumula al menos 10 veces la densidad de energía de otros fluidos sugeridos anteriormente para el papel. En el lado positivo de la célula, el equipo probó cuatro líquidos a base de agua diferentes. El segundo nuevo material está en la membrana utilizada dentro de la célula. El equipo hizo una membrana de cerámica con óxido de potasio y aluminio, que mantiene los fluidos positivo y negativo por separado y permite que la corriente fluya entre ellos.
La combinación del nuevo anolito y la nueva membrana produce, al parecer, el doble del voltaje máximo de otras baterías de flujo, lo que significa una mejor densidad de energía general y un menor costo de producción. El prototipo que el equipo desarrolló también demostró su estabilidad durante miles de horas de operación. “Una nueva tecnología de batería tiene tantos parámetros de rendimiento diferentes que cumplir: costo, eficiencia, tamaño, vida útil, seguridad, etc.”, dice Antonio Baclig, coautor del estudio.
“Creemos que este tipo de tecnología tiene la posibilidad, con más trabajo, de conocerlos a todos, por lo que estamos entusiasmados con eso”. Para mejorar aún más el diseño de la batería, los investigadores dicen que en el futuro podrían ajustar el grosor de la membrana o usar un líquido no acuoso para el lado positivo de la célula. La investigación fue publicada en la revista Joule.
Fuente: Universidad de Stanford
