La investigación italiana ha dado buenos resultados en el campo del almacenamiento de energía. Y lo hace mejorando el rendimiento de las baterías de redox de vanadio, uno de los competidores más prometedores de la tecnología de iones de litio.
Investigadores del Instituto Italiano de Tecnología (IIT), en colaboración con Enel Green Power y la start-up del IIT BeDimensional, han creado nuevos electrodos de grafeno que pueden suponer un aumento significativo de la eficiencia energética de estos sistemas.
Baterías de flujo de vanadio.
Para entender las mejoras realizadas, es necesario dar unos pasos atrás. Las baterías de flujo redox representan una interesante tecnología de almacenamiento estacionario a gran escala. De hecho, los dispositivos ofrecen una excelente capacidad de almacenamiento y potencia. Junto con los bajos costes potenciales, la fácil escalabilidad, la larga vida útil, los bajos requisitos de mantenimiento y la alta seguridad operativa.
A diferencia de los clásicos recargables, en estos sistemas las sustancias electroactivas están disueltas en el líquido electrolítico. Su estructura se basa en dos tanques, que contienen fluidos electrolíticos (anolito y catolito), y una célula electroquímica central equipada con una membrana de intercambio de protones. Durante la fase de descarga, los electrolitos se bombean al interior de la célula, donde tiene lugar la reacción redox y la energía química se transforma en electricidad. La recarga se realiza simplemente sustituyendo el electrolito.
El electrolito más común para esta categoría de baterías es el vanadio. Se trata de un elemento que puede recuperarse de los residuos de la producción de acero o de los subproductos de la combustión y, por tanto, es más fácil de conseguir que el litio.
El equipo de investigación ha producido un nuevo tipo de electrodo a base de grafeno que puede elevar la eficiencia energética de estas baterías al 94%.
El secreto está en la técnica de producción, un proceso rápido basado en el tratamiento con plasma de los fieltros de grafito, es decir, los electrodos comerciales.
Este es un ejemplo de cómo el uso de materiales bidimensionales, como el grafeno, puede mejorar significativamente el rendimiento de los electrodos comerciales.
Francesco Bonaccorso, Director Científico de BeDimensional
Transferir el fruto de nuestra investigación al mercado también a través de la creación de patentes, es una de nuestras misiones y el resultado de este trabajo es una clara demostración de cómo la investigación del IIT, también gracias a la creación de empresa, puede crear sinergias virtuosas con los grandes actores industriales del país.
Giorgio Metta, Director Científico del IIT.
Más información: pubs.acs.org
Vía opentalk.iit.it
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