- Las baterías de flujo de hierro funcionan 6.000 ciclos sin pérdida de capacidad mensurable
- La nueva química de electrolitos reduce la degradación y los problemas de cruce de membranas
- Los materiales de hierro ofrecen una opción de bajo costo para el almacenamiento de energía renovable a gran escala
Investigadores en China dicen que han logrado nuevos avances en baterías de flujo a base de hierro que podrían reducir el costo de almacenar energía renovable y al mismo tiempo extender su vida útil.
El equipo del Instituto de Investigación de Metales de la Academia de Ciencias de China ha desarrollado un electrolito de nuevo diseño que permite que una batería alcalina de flujo de hierro funcione durante más de 6.000 ciclos sin una pérdida de capacidad mensurable, según los resultados publicados. Materiales energéticos avanzados.
Las baterías de flujo de hierro se han estudiado durante años, pero han tenido problemas de estabilidad que limitan su uso a largo plazo. Los componentes activos dentro de la batería tienden a corroerse o filtrarse a través de la membrana, lo que reduce el rendimiento y acorta la vida útil.
El artículo continúa a continuación.
El hierro es 80 veces más barato que el litio
Los investigadores abordaron esos límites rediseñando la estructura molecular del electrolito negativo utilizado dentro del sistema.
El equipo sintetizó 11 complejos de hierro elaborados a partir de 12 ligandos orgánicos antes de identificar un compuesto conocido como (Fe(HPF)BHS)⁴⁻ como el candidato más estable.
Su estructura voluminosa crea un blindaje físico alrededor del centro de hierro, mientras que los grupos cargados negativamente ayudan a prevenir reacciones no deseadas y reducen el cruce de material a través de la membrana.
Las pruebas mostraron que la batería funcionó a 80 mA·cm⁻² durante más de 6000 ciclos sin degradación de capacidad y una eficiencia Coulombic promedio del 99,4 %, según los datos de rendimiento publicados por el equipo de investigación.
En condiciones de alta corriente, el sistema alcanza una densidad de potencia máxima de 392,1 mW·cm⁻² y mantiene una eficiencia energética del 78,5 %, lo que indica un rendimiento estable bajo altas demandas eléctricas.
Los investigadores vincularon el recuento de ciclos con el uso a largo plazo, estimando un rendimiento equivalente a más de 16 años de uso diario sin degradación mensurable.
El hierro es más de 80 veces más barato que el litio como materia prima, lo que podría hacer que el almacenamiento de energía a gran escala sea mucho menos costoso, si la tecnología puede ampliarse con éxito.
El hierro también está ampliamente disponible y se encuentra entre los metales más abundantes de la Tierra, lo que reduce las preocupaciones sobre la escasez de suministro en comparación con el litio.
Las baterías de flujo totalmente de hierro utilizan electrolitos a base de agua en lugar de los líquidos inflamables que se encuentran en los sistemas de iones de litio. Esa química elimina las condiciones necesarias para la fuga térmica, que es la reacción en cadena que puede provocar que una batería se incendie o explote.
El almacenamiento de energía a gran escala es uno de los principales desafíos tecnológicos asociados con la expansión de las energías renovables, ya que la generación de energía a partir de energía solar y eólica fluctúa dependiendo de las condiciones climáticas.
La investigación mejora la estabilidad de los electrolitos a base de hierro, pero las pruebas a largo plazo fuera de un entorno controlado determinarán qué tan bien funciona la química en instalaciones de red reales.
a través de SCMP
Siga TechRadar en Google News Y Agréguenos como fuente preferida Obtenga nuestras noticias, reseñas y opiniones de expertos en su feed.
