Un compuesto comúnmente encontrado en las velas ilumina el camino hacia el almacenamiento de energía a escala de red

Un compuesto muy usado en las velas es prometedor para un reto energético mucho más moderno: almacenar grandes cantidades de energía para alimentar la red eléctrica cuando sea necesario.

Científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía de EE.UU. han demostrado que los compuestos orgánicos de bajo coste son prometedores para almacenar energía en la red.

La fluorenona común, un polvo amarillo brillante, ha demostrado ser muy útil para el almacenamiento de energía en sistemas de baterías de flujo, grandes sistemas que almacenan energía para la red.

El desarrollo de este tipo de almacenamiento es fundamental. Por ejemplo, cuando la red se desconecta debido a condiciones meteorológicas adversas, las grandes baterías que se están desarrollando entrarían en acción, aumentando la fiabilidad de la red y minimizando las interrupciones. Las baterías también pueden usarse para almacenar energía renovable procedente de la producción eólica y solar, para usarla cuando el viento esté en calma o el sol no brille.

La tecnología de las baterías de flujo son una parte fundamental del objetivo del Departamento de Energía para reducir el coste del almacenamiento de energía en la red durante la próxima década. Los avances han sido rápidos y el coste ha bajado considerablemente, pero es necesario seguir investigando para que el almacenamiento de energía a escala de red esté ampliamente disponible.

Imre Gyuk, director de Almacenamiento de Energía de la Oficina de Electricidad del DOE.

Baterías de flujo para la red eléctrica: orgánicas.

Los científicos están avanzando enormemente en el diseño de mejores baterías, que almacenan más energía a menor coste y duran más que nunca.

En el caso de las baterías a escala de red, identificar los materiales adecuados y combinarlos para crear una nueva receta de almacenamiento de energía es un paso fundamental en la capacidad del mundo para aprovechar y almacenar la energía renovable.

Las baterías más usadas a escala de red utilizan la tecnología de iones de litio, pero son difíciles de escalar a cada momento de la forma más útil para la red, y hay problemas de seguridad.

Las baterías de flujo redox son una alternativa en auge; sin embargo, la mayoría usan vanadio, que es caro, no es fácil de conseguir y su precio tiende a la especulación del mercado. Esto supone un obstáculo para el almacenamiento de energía a escala de red.

Entre los materiales alternativos para las baterías de flujo se encuentran las moléculas orgánicas, mucho más disponibles, más respetuosas con el medio ambiente y más baratas que el vanadio.

Pero las moléculas orgánicas suelen agotarse antes de lo necesario. La estabilidad a largo plazo de las moléculas es importante para que mantengan su capacidad durante muchos años.

Estos materiales orgánicos están hechos de los materiales más comunes disponibles: carbono, hidrógeno y oxígeno. Son fáciles de conseguir; no es necesario extraerlos, como ocurre con sustancias como el vanadio. Esto las hace muy atractivas para el almacenamiento de energía a escala de red.

Wei Wang, científico del PNNL que dirige el equipo de la batería de flujo.

El equipo de Wang ha demostrado que la fluorenona orgánica de bajo coste es, sorprendentemente, no sólo un candidato viable, sino también un destacado rendimiento cuando se trata de almacenar energía.

En pruebas de laboratorio que imitaban las condiciones del mundo real, la batería del PNNL funcionó de forma continua durante 120 días.

La batería pasó por 1.111 ciclos completos de carga y descarga -el equivalente a varios años de funcionamiento en circunstancias normales- y perdió menos del 3% de su capacidad energética. Otras baterías de flujo de base orgánica han funcionado durante un periodo mucho más corto.

La batería de flujo creada por el equipo sólo mide unos 10 centímetros cuadrados, más o menos el tamaño de un sello de correos grande, y emite unos 500 milivatios de energía, lo que no es suficiente como para alimentar la cámara de un teléfono móvil. Pero la diminuta estructura es muy prometedora: su densidad energética es más del doble de la de las baterías de vanadio que se usan hoy en día y sus componentes químicos son baratos, duraderos y están ampliamente disponibles.

La fluorenona también se usa en los paneles solares, en productos farmacéuticos como los medicamentos para tratar la malaria, y en las velas, para darles un olor agradable. Es barata y se puede obtener fácilmente como producto de desecho del alquitrán de hulla y de la fabricación de ácido benzoico, un aditivo alimentario habitual.

Más información: science.sciencemag.orgsciencemag.org

Vía www.pnnl.gov

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