Un avance en baterías de flujo que promete mayor duración y menor costo

Las baterías de flujo a base de bromo han mostrado ser una opción prometedora para el almacenamiento de energía, gracias a su alta disponibilidad y potencial electroquímico. Sin embargo, un desafío importante se presenta durante el proceso de carga, donde se generan grandes cantidades de bromo, un material reactivo que puede dañar los componentes de la batería y limitar su vida útil. En este contexto, investigadores del Dalian Institute of Chemical Physics de la Academia China de Ciencias han desarrollado un nuevo enfoque que podría cambiar las reglas del juego.

En un estudio publicado en Nature Energy, el equipo liderado por el profesor Xianfeng Li presentó una reacción química innovadora que permite la transferencia de dos electrones en lugar de uno, aplicándola exitosamente a una batería de flujo de zinc-bromo. Este avance no solo representa una prueba de concepto, sino que también abre la puerta a un sistema de batería de larga duración.

Captura de bromo para mejorar el rendimiento

Los investigadores incorporaron compuestos de amina al electrolito, que actúan como "cazadores" de bromo. Durante el funcionamiento de la batería, el bromo (Br₂) generado se convierte en compuestos de amina brominados, lo que reduce la concentración de Br₂ a niveles extremadamente bajos, alrededor de 7 mM. Este nuevo proceso de transferencia de electrones no solo aumenta la densidad energética, sino que también minimiza los efectos corrosivos, prolongando así la vida útil de la batería.

Estabilidad a largo plazo y reducción de costos

Las pruebas realizadas en baterías de flujo de zinc-bromo bajo condiciones prácticas demostraron que, al mantener niveles bajos de Br₂, la batería puede operar de manera confiable utilizando una membrana de intercambio iónico estándar, lo que contribuye a la reducción de costos. En una prueba de escalado a 5 kW, la batería funcionó de manera estable durante más de 700 ciclos a una densidad de corriente de 40 mA cm^-2, alcanzando una eficiencia energética superior al 78%. Además, no se detectó corrosión en componentes críticos como recolectores de corriente, electrodos y membranas.

Implicaciones para el almacenamiento energético futuro

El profesor Li destacó que "nuestro estudio proporciona un enfoque novedoso para el diseño de baterías de flujo a base de bromo de larga duración y sienta las bases para la aplicación y promoción de las baterías de flujo de zinc-bromo". Este avance podría ser clave para el desarrollo de sistemas de almacenamiento energético más eficientes y económicos en el futuro.

Temas