• Saltar a la navegación principal
  • Saltar al contenido principal
  • Saltar a la barra lateral principal
  • Publica tu artículo
  • Publicidad
  • Contacto
  • Aviso legal
  • Privacidad
  • Cookies

EcoInventos

Tu blog de gadgets ecológicos

Factoria digital EcoInventos
  • Lo + Visto
  • Renovables
  • Energía solar
  • Fotovoltaica
  • Autoconsumo
  • Arquitectura
BLUETTI

Nueva batería de flujo de hierro totalmente líquido para almacenamiento de energía en la red

27 marzo, 2024 Deja un comentario

Valora este contenido
¿Te interesa la sostenibilidad? Añade EcoInventos como fuente preferida para encontrar más fácilmente nuestros artículos en Google.
Añadir a Google

Una nueva receta proporciona un camino hacia una batería de flujo segura, económica, a base de agua y fabricada con materiales abundantes en la Tierra.

En un gran avance para el almacenamiento de energía a gran escala, investigadores del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico han reutilizado un químico común, empleado en instalaciones de tratamiento de agua, para desarrollar un nuevo diseño de batería. Esta innovación abre la puerta a una batería de flujo basada en agua, segura, económica y fabricada con materiales abundantes en la Tierra, ofreciendo una nueva solución para integrar fuentes de energía intermitentes como la eólica y solar en la red eléctrica nacional.

En un estudio publicado en Nature Communications, los investigadores revelaron que su batería a escala de laboratorio, basada en hierro, demostró una estabilidad de ciclo excepcional a lo largo de más de mil ciclos de carga consecutivos, manteniendo el 98.7% de su capacidad máxima. Esto representa una mejora significativa en comparación con estudios previos de baterías basadas en hierro, que mostraron una degradación de la capacidad de carga dos órdenes de magnitud mayor, a lo largo de menos ciclos de carga.

Las baterías de flujo basadas en hierro, diseñadas para el almacenamiento de energía a gran escala, existen desde la década de 1980, y algunas están disponibles comercialmente. Lo que distingue a esta batería es que almacena energía en una fórmula química líquida única que combina hierro cargado con un electrolito líquido a base de fosfato de pH neutro, o portador de energía. De manera crucial, el químico, denominado triphosphonato nitrogenado, ácido nitrilotrimetilfosfónico o NTMPA, está disponible comercialmente en cantidades industriales, ya que se utiliza típicamente para inhibir la corrosión en plantas de tratamiento de agua.

Los fosfonatos, incluido el NTMPA, son una amplia familia química basada en el elemento fósforo. Muchos fosfonatos se disuelven bien en agua y son químicos no tóxicos utilizados en fertilizantes y detergentes, entre otros usos.

Buscábamos un electrolito que pudiera unir y almacenar hierro cargado en un complejo líquido a temperatura ambiente y condiciones operativas suaves con pH neutro. Nos motiva desarrollar materiales de batería que son abundantes en la Tierra y se pueden obtener a nivel nacional.

Guosheng Li, un científico sénior en PNNL

¿Qué es una batería de flujo?

Como su nombre lo sugiere, las baterías de flujo constan de dos cámaras, cada una llena con un líquido diferente. Las baterías se cargan a través de una reacción electroquímica y almacenan energía en enlaces químicos. Cuando se conectan a un circuito externo, liberan esa energía, la cual puede alimentar dispositivos eléctricos. A diferencia de otras baterías convencionales, las baterías de flujo cuentan con dos tanques de suministro externos de líquido que circulan constantemente a través de ellas, sirviendo como el «suministro de sangre» del sistema de la batería. Cuanto mayor es el tanque de suministro de electrolito, más energía puede almacenar la batería de flujo.

Las baterías de flujo pueden servir como generadores de respaldo para la red eléctrica y son uno de los pilares clave de una estrategia de descarbonización para almacenar energía de fuentes de energía renovables. Su ventaja es que pueden construirse a cualquier escala, desde la escala de laboratorio, como en el estudio de PNNL, hasta el tamaño de una manzana de ciudad.

A corto plazo, los operadores de la red buscan ubicar sistemas de almacenamiento de energía de baterías (BESS) en áreas urbanas o suburbanas cerca de los consumidores de energía. A menudo, los planificadores urbanos deben lidiar con preocupaciones de seguridad de los consumidores. El tipo de batería de flujo acuoso reportada aquí podría ayudar a aliviar las preocupaciones de seguridad.

Una instalación BESS utilizando una química similar a la que hemos desarrollado aquí tendría la ventaja de operar en agua a pH neutro. Además, nuestro sistema utiliza reactivos comercialmente disponibles que no se han investigado previamente para su uso en baterías de flujo.

Aaron Hollas, autor del estudio y líder del equipo en el Grupo de Materiales y Sistemas de Baterías de PNNL.

El equipo de investigación informó que su diseño inicial puede alcanzar una densidad de energía, una característica clave de diseño, de hasta 9 vatios-hora por litro (Wh/L). En comparación, los sistemas comercializados basados en vanadio son más del doble de densos en energía, a 25 Wh/L. Las baterías de mayor densidad energética pueden almacenar más energía en un espacio más pequeño, pero un sistema construido con materiales abundantes en la Tierra podría escalarse para proporcionar la misma salida de energía.

Desarrollo futuro de baterías de flujo redox acuosas

Nuestro próximo paso es mejorar el rendimiento de la batería enfocándonos en aspectos como la salida de voltaje y la concentración de electrolito, lo que ayudará a aumentar la densidad de energía. Nuestra salida de voltaje es menor que la salida típica de la batería de flujo de vanadio. Estamos trabajando en formas de mejorar eso.

Guosheng Li

Los investigadores de PNNL planean escalar esta y otras nuevas tecnologías de baterías en una nueva instalación llamada Grid Storage Launchpad (GSL) que se inaugurará en PNNL en 2024. El GSL ayudará a acelerar el desarrollo de tecnología de baterías de flujo futuras y estrategias para que los nuevos sistemas de almacenamiento de energía puedan desplegarse de manera segura.

Vía www.pnnl.gov

Canal de WhatsApp de EcoInventos

Publicado en: Almacenamiento de energía

Interacciones con los lectores

Deja una respuesta Cancelar la respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Barra lateral principal

Construyen en España un generador submarino que convierte el movimiento de las olas en electricidad: lo probarán frente a Bilbao

Un innovador sistema de 80 kW funcionará completamente sumergido, utilizará inteligencia artificial para optimizar su rendimiento y podría abrir nuevas posibilidades para las energías renovables.

Alemania instala 5.280 paneles solares sobre una depuradora: se pliegan automáticamente cuando llegan tormentas

Una innovadora cubierta fotovoltaica aprovecha el espacio sobre los tanques de tratamiento para generar electricidad sin interferir en el funcionamiento de la planta.

Australia descubre el lado oculto de su revolución solar: hasta el 65 % de los paneles retirados podrían seguir funcionando

Miles de módulos solares se desechan antes de agotar su vida útil. Un informe revela el enorme valor económico y ambiental que se está perdiendo.

Instalan 6.300 paneles solares sobre una plantación de manzanos: protegen la fruta del granizo y generan electricidad para 600 casas

Instalan sobre un cultivo de manzanas la mayor planta agrovoltaica de Europa: produce electricidad y permite ahorrar hasta un 40 % de agua.

Lanzan una máquina robotizada que instala los pilotes de los parques solares un 45 % más rápido: funciona con un solo operador

GPS de precisión, sensores inteligentes y control remoto permiten automatizar una de las tareas más laboriosas en la construcción de grandes plantas fotovoltaicas.

¿Qué ocurre dentro de una estufa de doble combustión? Así aprovecha los gases de la madera

Descubre cómo las estufas de doble combustión aprovechan mejor la leña, reducen el consumo y las emisiones y consiguen un calor más eficiente en casa.

Desarrollan un dispositivo que convierte la luz solar directamente en hidrógeno verde sin necesitar electricidad: alcanza un 7,9 % de eficiencia

Investigadores surcoreanos prueban al aire libre un innovador sistema de dos capas que funciona solo con agua y sol, utiliza muy poco platino y promete abaratar la producción de combustible limpio.

Un estudio estima que los aerogeneradores han causado la muerte de 18,7 millones de murciélagos en Estados Unidos: más de 1,5 millones al año desde 2021

Los científicos alertan del impacto de la energía eólica sobre tres especies especialmente vulnerables y proponen medidas para reducir las colisiones sin comprometer la producción de electricidad.

Desarrollan un plástico con enzimas incorporadas que consigue degradarse casi por completo en cinco meses a 757 metros de profundidad en el océano

Científicos japoneses prueban una tecnología que permite acelerar la descomposición de ciertos plásticos incluso en las condiciones extremas de las profundidades marinas.

Desarrollan un electrodo que reduce un 99 % el coste de los materiales para producir hidrógeno verde: funciona sin platino y soporta 600 ciclos de arranque y parada

Investigadores surcoreanos combinan níquel y cobalto para superar el rendimiento de catalizadores convencionales y avanzar hacia electrolizadores más eficientes y económicos.

Puede revisar y cambiar sus preferencias de cookies con respecto a este sitio web en este enlace.

Copyright EcoInventos © 2026 - Aviso legal - Política de privacidad RGPD - Cookies