Una nueva batería promete energía verde
La batería de flujo redox elimina la costosa e ineficiente membrana
Jimmy Jiang imagina un futuro en el que todas las casas funcionen con energía renovable almacenada en baterías. En su laboratorio de química, Jiang y sus estudiantes de la Universidad de Cincinnati han creado una nueva batería que podría tener profundas implicaciones para el almacenamiento de energía a gran escala que necesitan los parques eólicos y solares.
Jack McGrath, estudiante de doctorado de la Universidad de Cincinnati, sostiene un vaso de precipitados en un laboratorio de química.
Andrew Higley/UC
Innovaciones como la de la UC tendrán profundas repercusiones en la energía verde, afirma Jiang. Las baterías almacenan la energía renovable para cuando se necesita, no sólo cuando se produce. Esto es crucial para aprovechar al máximo la energía eólica y solar, dijo. "La generación y el consumo de energía siempre están desajustados". "Por eso es importante contar con un dispositivo que pueda almacenar esa energía temporalmente y liberarla cuando se necesite". Los autores describen su novedoso diseño en la revista Nature Communications.
Las baterías de coche tradicionales contienen una mezcla de ácido sulfúrico y agua. Y aunque son baratas y se fabrican con materiales fáciles de conseguir, presentan graves inconvenientes para su uso industrial o a gran escala. Tienen una densidad energética muy baja, lo que no resulta útil para almacenar los megavatios de energía necesarios para abastecer a una ciudad. Además, su umbral de estabilidad electroquímica es bajo. Según Jiang, eso significa que pueden explotar.
"El agua tiene un límite de voltaje. En cuanto el voltaje de una pila acuosa supera la ventana de estabilidad de 1,5 voltios, el agua puede descomponerse o dividirse en hidrógeno y oxígeno, lo cual es explosivo", explica. Pero Jiang y sus estudiantes han desarrollado una pila sin agua que puede generar casi 4 voltios de potencia. El novedoso diseño de Jiang lo hace sin un separador de membrana, que se encuentran entre las partes más caras de este tipo de baterías, dijo.
"Las membranas son carísimas", explica Jiang. "Hemos desarrollado un nuevo tipo de material de almacenamiento de energía que mejora el rendimiento a un coste menor". Asimismo, las membranas son ineficaces, dijo. "No pueden separar completamente los lados positivo y negativo, por lo que siempre hay cruce", dijo. El grupo ha presentado solicitudes provisionales de patente, dijo. "Todavía queda mucho camino por recorrer", dijo Jiang.
Pero afirmó que nos dirigimos hacia una revolución de las baterías en los próximos 20 años. "Estoy seguro de ello. Se está investigando intensamente para ampliar los límites del rendimiento de las baterías", afirma. Sus alumnos están igual de entusiasmados. Rabin Siwakoti, estudiante de doctorado y coautor del estudio, afirma que la batería ofrece una mayor densidad energética. "Así, incluso una batería pequeña puede dar más energía", dijo. "Hemos conseguido eliminar la membrana de una batería, que es un componente enorme de los costes iniciales. Supone hasta el 30% del coste de la batería", explicó Jack McGrath, coautor y estudiante de doctorado.
Soumalya Sinha, coautor del estudio y profesor visitante en la UC, afirma que los países se apresuran a desarrollar baterías más baratas y eficientes. "Este diseño disminuye significativamente los costes de material", dijo. "Intentamos conseguir el mismo rendimiento a un coste más barato".
Otros colaboradores son el autor principal e investigador postdoctoral de la UC Rajeev Gautam, el estudiante de doctorado Xiao Wang y el doctorando de la UC Amir Lashgari.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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