Investigadores del MIT han desarrollado una batería de flujo semisólido que podría superar a las baterías de flujo de iones de litio y redox de vanadio.
La batería de flujo semisólida puede ser una forma de almacenamiento de energía y de respaldo para fuentes de energía renovable variable (VRE), como la eólica y la solar, con un coste competitivo.
La nueva batería presenta un nuevo tipo de electrodo hecho de una mezcla que contiene partículas dispersas de dióxido de manganeso (MnO2), atravesadas por un aditivo conductor de la electricidad, carbon black. Este último se usó para añadir el pigmento y el adhesivo eléctrico al compuesto semisólido. Este compuesto reacciona con una solución conductora de zinc o una placa de zinc en la pila para convertir eficazmente la energía química en electricidad. Las propiedades del fluido de esta pila están muy alejadas de las soluciones acuosas que utilizan otras pilas de flujo.
Estos sistemas tienen que poder fluir a presiones razonables, pero también tener un límite elástico débil para que las partículas activas de MnO2 no se hundan en el fondo de los depósitos de flujo cuando el sistema no se esté utilizando, así como para que no se separen en una fase de fluido transparente de la pila y una pasta densa de partículas de carbono y MnO2.
Gareth McKinley, coautor de la investigación.
La serie de experimentos sirvió de base para el análisis tecnoeconómico. Al conectar los puntos entre la composición, el rendimiento y el coste, los investigadores pudieron hacer cálculos de coste y eficiencia a nivel de sistema para la batería de Zn-MnO2. Compararon la batería de Zn-MnO2 con un conjunto de sistemas equivalentes de baterías electroquímicas y de respaldo de hidrógeno, analizando los costes de capital de su funcionamiento durante ocho, 24 y 72 horas.
Realizamos un análisis exhaustivo y ascendente para entender cómo la composición de la batería afecta al rendimiento y al coste, examinando todas las compensaciones. Demostramos que nuestro sistema puede ser más barato que otros y que se puede ampliar.
Malai Narayanan
El equipo planea seguir trabajando en el sistema Zn-MnO2 para ver dónde puede encajar.
El siguiente paso es fabricar nuestro sistema de baterías. Nuestra investigación también señala el camino hacia otras químicas que podrían desarrollarse bajo la plataforma de la batería de flujo semisólido, por lo que podríamos ver este tipo de tecnología utilizada para el almacenamiento de energía en nuestro tiempo.
Malai Narayanan
Vía mit.edu
Más información: www.cell.com (texto en inglés).
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