Nou desenvolupament per les bateries de Flux Redox.

Científics de la USC han desenvolupat una nova bateria que podria solucionar el problema d’emmagatzematge d’electricitat.

Aquesta tecnologia, és un nou gir en un conegut disseny que emmagatzema electricitat en solucions líquides, ordena els electrons i allibera energia quan aquesta cal. Les anomenades bateries de flux redox ja fa temps que són una realitat, però els investigadors de la Universitat del Sud de California  (USC) han construït una millor versió basada en materials de baix cost i de fàcil accés.

Font: Science

S'ha demostrat que podria ser una bateria barata de flux,  llarga vida, segura i ecològica esdevenint com atractiva per emmagatzemar l'energia dels sistemes d'energia solar i eòlica a gran escala.

L’emmagatzematge d’energia, és un gran obstacle per a les energies renovables perquè la demanda d’energia no sempre coincideix quan es genera. La cerca d’una solució  viable d’emmagatzematge  afronta múltiples reptes, com a repte que els científics de la USC pretenien solucionar.

Es van centrar en la bateria de flux redox, ja que és una tecnologia provada i fins ara, s'ha desplegat en limitades aplicacions. Utilitza fluids per emmagatzemar energia electroquímica, classificar electrons i recombinar per la reducció i l'oxidació, i alliberar-los per produir electricitat quan calgui.

La innovació clau aconseguida pels científics de la USC, consisteix en utilitzar diferents fluids: una solució de sulfat de ferro i un tipus d’àcid. El sulfat de ferro és un producte residual de la indústria minera; és abundant i barat. L’àcid disulfònic antraquinona (AQDS) és un material orgànic, que ja s’utilitza en algunes bateries de flux redox per la seva estabilitat, solubilitat i potencial d’emmagatzematge d’energia.

Tot i que els dos compostos individualment són ben coneguts, és la primera vegada que s’han combinat per demostrar el potencial d’emmagatzematge d’energia a gran escala. Les proves del laboratori de la USC van demostrar que la bateria té grans avantatges respecte als competidors.

Per exemple, el sulfat de ferro és barat i abundant, mentre que la fabricació a gran escala d’AQDS costaria aproximadament 1,60 dòlars la lliura. A aquests preus, els costos de material per al tipus desenvolupats de bateria pels científics de la USC costarien 66 dòlars per quilowatt per hora. Si es fabrica a més escala, l’electricitat costaria menys de la meitat de l’energia derivada de les bateries redox que utilitzen vanadi, que és més cara i tòxica.

Font: Universitat del Sud de California

També, en les proves realitzades a la USC, els investigadors van trobar que la bateria de ferro-AQDS pot  recarregar, centenars de vegades, pràcticament sense pèrdues de potència, a diferència de les tecnologies competidores. La durabilitat dels sistemes d’emmagatzematge d’energia és important per a ús a gran escala.

Els materials desenvolupats són altament sostenibles, els AQDS es poden fabricar a partir de parts a base de carboni, inclòs diòxid de carboni. El ferro és un element no tòxic abundant en la terra.

La tecnologia també té avantatges sobre l' emmagatzematge deles  bateries d'ions de liti. La proliferació d’electrònica i vehicles elèctrics de consum, alimentats per bateries d’ió de liti, generen escassetat que implicarà costos addicionals. Al seu torn, aquestes economies fan que altres opcions d’emmagatzematge d’energia siguin menys atractives, segons l’estudi. A més, les bateries d’ions de liti no duren gaire, a causa de la recàrrega, com la majoria dels telèfons mòbils i portàtils recarregats ho saben.

El sistema de bateries de flux de ferro-AQDS presenta una bona perspectiva per complir simultàniament els requisits exigents de cost, durabilitat i escalabilitat per a l'emmagatzematge d'energia a gran escala.

L’ús d’energies renovables està creixent, però es limita a causa de les limitacions d’emmagatzematge d’energia. Emmagatzemar només el 20% de l’energia solar i eòlica actual requereix una capacitat de reserva de 700 gigawatt hores. 

Fins a la data, no hi ha una solució econòmica viable i ecològica per a l' emmagatzematge d' energia que pugui durar 25 anys. Les bateries d'ions de liti no tenen la llarga vida i les bateries basades en vanadi poden utilitzar materials costosos i relativament tòxics que limiten un ús a gran escala. Aqueste sistema és la resposta a aquest repte. Es preveu que aquestes bateries s’utilitzaran en edificis residencials, comercials i industrials per captar energia renovable.

Font: Universitat del Sud de California