Investigadores de la Universidad de Graz han encontrado una forma de convertir la molécula aromática de la vainillina en un componente de la batería de flujo electrolítico redox activo.
Desde los dulces hasta el almacenamiento de energía: la vainillina podría convertirse pronto en un componente esencial para las baterías líquidas del mañana. Un grupo de investigadores del Instituto de Bioproductos de la Universidad Tecnológica de Graz (Austria) lo ha tomado prestado de recetas culinarias.
Los científicos buscaban una forma de hacer que las baterías de flujo fueran más respetuosas con el medio ambiente, dispositivos de almacenamiento electroquímico que representan una especie de híbrido entre las unidades convencionales y las células de combustible.
A diferencia de las baterías recargables convencionales, las sustancias electroactivas de las baterías de flujo se disuelven en los fluidos electrolíticos, que a su vez están contenidos en espacios fuera de la célula electroquímica. Cuando los líquidos (de ahí el nombre de baterías líquidas) son bombeados o «precipitados» dentro de la célula, la energía química se convierte en electricidad.
Uno de los principales desafíos de esta tecnología es reducir el impacto ambiental del electrolito, que es en su mayoría metales pesados o tierras raras.
El equipo de la Universidad de Graz, dirigido por Stefan Spirk, lo intentó centrándose en la vainilla, el aldehído aromático responsable del típico olor a vainilla. Esta molécula es una de las pocas sustancias químicas finas producidas por la lignina, el polímero orgánico que da a la madera su estructura rígida.
De los residuos de la fábrica de papel a materia prima para las baterías líquidas recargables.
Las investigaciones mundiales han demostrado desde hace mucho tiempo cómo este polímero orgánico puede ayudar en la producción de electrolitos proporcionando algunas moléculas básicas.
El trabajo realizado por el equipo austriaco da el paso necesario.
Refinamos la lignina para convertirla en vainillina y luego en un material redox activo mediante un proceso químico respetuoso con el medio ambiente, sin usar catalizadores metálicos tóxicos y caros, para que pueda usarse en baterías de flujo.
La técnica funciona a temperatura ambiente pero no requiere necesariamente lignina como punto de partida.
Por un lado podemos comprar (vainillina) de manera bastante convencional, incluso comprándola en el supermercado, por otro lado podemos usar una simple reacción para separarla de la lignina.
Stefan Spirk.
El proceso de separación y refinado ha sido patentado y los resultados de las pruebas de laboratorio se han publicado en la revista «Angewandte Chemie».
El equipo tiene ahora la intención de comercializar la tecnología para producir las nuevas baterías líquidas, basándose en el hecho de que el proceso es altamente escalable y adecuado para la producción continua.
El plan es conectar nuestro sistema a una fábrica de papel y aislar la vainillina de la lignina desechada. Todo lo que no sea necesario puede volver al ciclo regular y ser usado enérgicamente.
Stefan Spirk.
Los científicos revelan que ya están en negociaciones con el Grupo Mondi, una empresa internacional de embalaje y papel.
Pero antes de que esto se materialice, los investigadores tendrán que probar el proceso en condiciones reales.
Podemos mantener la cadena de valor desde el suministro de materias primas hasta la generación de electricidad a nivel regional, permitiendo capacidades de almacenamiento de hasta 80000 MWh, aliviando la energía en la red y haciendo una importante contribución a la revolución del almacenamiento de energía verde.
Stefan Spirk.
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