Jena Alemania El sol y el viento son fuentes importantes de energía renovable, pero sufren fluctuaciones naturales: en un clima tormentoso o con un sol brillante, la electricidad producida supera la demanda, mientras que las nubes o una pausa del viento causan inevitablemente una escasez de energía. Para la continuidaden el suministro de electricidad y en las redes eléctricas estables, los dispositivos de almacenamiento de energía serán esenciales. Las llamadas baterías de flujo redox son la tecnología más prometedora para resolver este problema. Sin embargo, todavía tienen una desventaja crucial: requieren materiales costosos y ácidos agresivos.
Un equipo de investigadores de la Universidad Friedrich Schiller de Jena FSU Jena, en el Centro de Química Energética y Ambiental CEEC Jena y de JenaBatteries GmbH una empresa derivada de la Universidad de Jena, dio un paso decisivo hacia unabatería de flujo redox que es fácil de manejar, segura y económica al mismo tiempo: desarrollaron un sistema basado en polímeros orgánicos y una solución salina inofensiva. "Lo nuevo e innovador de nuestra batería es que se puede producirmenos costo, mientras que casi alcanza la capacidad de los sistemas tradicionales que contienen metales y ácidos ", dice el Dr. Martin Hager. Los científicos presentan su tecnología de baterías en la edición actual de la revista científica Naturaleza.
A diferencia de las baterías convencionales, los electrodos de una batería de flujo redox no están hechos de materiales sólidos p. Ej., Metales o sales metálicas pero vienen en forma disuelta: las soluciones de electrolitos se almacenan en dos tanques, que forman elterminal positivo y negativo de la batería. Con la ayuda de bombas, las soluciones de polímero se transfieren a una celda electroquímica, en la que los polímeros se reducen u oxidan electroquímicamente, cargando o descargando la batería. Para evitar que los electrolitos se mezclen, la celda sedividido en dos compartimentos por una membrana. "En estos sistemas, la cantidad de energía almacenada, así como la potencia nominal se pueden ajustar individualmente. Además, apenas se produce una autodescarga", explica Martin Hager.
Los sistemas tradicionales de flujo redox utilizan principalmente el vanadio de metal pesado, disuelto en ácido sulfúrico como electrolito. "Esto no solo es extremadamente caro, sino que la solución es altamente corrosiva, por lo que se debe usar una membrana específica y la vida útilde la batería es limitada ", señala Hager. En la batería de flujo redox de los científicos de Jena, por otro lado, se utilizan materiales sintéticos novedosos: en su estructura central se parecen al plexiglás y a la espuma de poliestireno poliestireno, pero los grupos funcionales tienense ha añadido permitiendo que el material acepte o done electrones. Ya no se necesitan ácidos agresivos; los polímeros prefieren 'nadar' en una solución acuosa. "De esta forma, podemos usar una membrana de celulosa simple y de bajo costo y evitar materiales venenosos y costosos", Explica Tobias Janoschka, primer autor del nuevo estudio." Esta batería de flujo redox a base de polímero es ideal como almacenamiento de energía para grandes parques eólicos y centrales fotovoltaicas ", dice el Prof. Dr. Ulrich S. Schubert.Es presidente de Química Orgánica y Macromolecular en la FSU Jena y director de CEEC Jena, un centro de investigación energético único dirigido en colaboración con el Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos Hermsdorf / Dresden IKTS.
En las primeras pruebas, la batería de flujo redox de Jena podía soportar hasta 10.000 ciclos de carga sin perder una cantidad crucial de capacidad. La densidad de energía del sistema presentado en el estudio es de diez vatios-hora por litro. Sin embargo, los científicos estánya trabajando en sistemas más grandes y eficientes. Además de la investigación fundamental en la Universidad, los químicos desarrollan su sistema, en el marco de la empresa de nueva creación JenaBatteries GmbH, hacia productos comercializables.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Friedrich-Schiller-Universitaet Jena . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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