Batería de flujo redox orgánico sin membrana y de alta energía

Fuente: https://www.pv-magazine.com

Investigadores estadounidenses han desarrollado una nueva batería de flujo redox orgánico a base de litio no acuosa, sin membrana y de alto voltaje. Dicen que la eliminación de la membrana reduce los costes iniciales de la batería hasta en un 30%.

Químicos de la Universidad de Cincinnati han desarrollado una nueva batería de flujo redox que no utiliza una membrana costosa e ineficiente.

Imagen: Andrew Higley/UC

Las baterías de flujo redox no acuosas a base de litio son sistemas alternativos a las baterías de flujo redox acuosas convencionales debido a su mayor voltaje de funcionamiento y densidad de energía teórica. Sin embargo, el uso de membranas selectivas de iones limita la aplicabilidad a gran escala de este tipo de tecnología.

Ahora, investigadores de la Universidad de Cincinnati han informado sobre una batería de flujo redox no acuosa a base de litio sin membrana de alto voltaje basada en un sistema bifásico totalmente orgánico que muestra un rendimiento superior tanto en condiciones estáticas como de flujo.

El nuevo sistema ha mostrado una serie de ventajas sobre sus primos líquidos, incluido un voltaje de descarga promedio inicial de 3,45 V.

“El agua tiene un límite de voltaje. Una vez que el voltaje de una batería acuosa excede la ventana de estabilidad de 1,5 voltios, el agua puede descomponerse o dividirse en hidrógeno y oxígeno, lo cual es explosivo”, dice Jimmy Jiang, autor correspondiente.

La eliminación del separador de membrana, que es un componente enorme de los costos iniciales que representa hasta el 30% del costo del sistema, es una mejora particularmente significativa.

«Las membranas son muy caras», dijo Jiang. “Desarrollamos un nuevo tipo de material de almacenamiento de energía que mejora el rendimiento a un costo menor. Asimismo, las membranas son ineficientes. No pueden separar completamente los lados positivo y negativo, por lo que siempre hay cruces”.

La nueva batería de flujo redox ha demostrado una densidad de energía de aproximadamente 33 Wh/L. También ha mostrado un 81 % de capacidad para 100 ciclos durante aproximadamente 45 días con una eficiencia Coulombic promedio del 96 % y una eficiencia energética del 82 % con una densidad de corriente de 1,5 mA/cm 2 y una temperatura de 27 C.

Los resultados de la investigación se analizan en » Desarrollo de baterías de flujo redox orgánico a base de litio, no acuosas, sin membrana, de alto voltaje y alta energía «, publicado recientemente en Nature Communications .

Según Jiang, el grupo de investigación ha presentado solicitudes de patente provisionales.

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