Baterías que flúen: derrame electróns para min.
Científicos do Instituto Fraunhofer de Alemaña están a realizar un serio traballo de desenvolvemento no campo das baterías eléctricas, alternativas ás clásicas. Coa tecnoloxía de fluxo redox, o proceso de almacenamento de electricidade é realmente radicalmente diferente ...
As baterías, que se cargan con líquido como combustible, vértense nun coche cun motor de gasolina ou diésel. Pode parecer utópico, pero para Jens Noack do Fraunhofer Institute en Pfinztal, Alemaña, isto é realmente a vida cotiá. Desde 2007, o equipo de desenvolvemento no que está involucrado desenvolve esta forma exótica de batería recargable en pleno curso. De feito, a idea dunha batería redox de fluxo ou chamada batería redox de fluxo non é difícil e a primeira patente nesta área remóntase a 1949. Cada un dos dous espazos celulares, separados por unha membrana (similar ás pilas de combustible), está conectado a un depósito que contén un electrólito específico. Debido á tendencia das substancias a reaccionar quimicamente entre si, os protóns móvense dun electrólito a outro a través da membrana e os electróns diríxense a través dun consumidor de corrente conectado ás dúas partes, como resultado do cal flúe unha corrente eléctrica. Despois dun certo tempo, dous tanques drenanse e énchense de electrólito fresco e o usado "recíclase" nas estacións de carga.
Aínda que todo isto parece xenial, lamentablemente aínda hai moitos obstáculos para o uso práctico deste tipo de batería nos coches. A densidade de enerxía dunha batería redox de electrólitos de vanadio está no rango de só 30 Wh por quilogramo, o que é aproximadamente a mesma que a dunha batería de chumbo-ácido. Para almacenar a mesma cantidade de enerxía que unha moderna batería de iones de litio de 16 kWh, ao nivel actual de tecnoloxía redox, a batería necesitará 500 litros de electrólito. Ademais de todos os periféricos, por suposto, cuxo volume tamén é bastante grande: unha gaiola necesaria para proporcionar unha potencia dun quilovatio, como unha caixa de cervexa.
Estes parámetros non son adecuados para os coches, dado que a batería de ión-litio almacena catro veces máis enerxía por quilogramo. Non obstante, Jens Noack é optimista porque os avances nesta área están a comezar e as perspectivas son prometedoras. No laboratorio, as chamadas baterías de bromuro de polisulfuro de vanadio alcanzan unha densidade de enerxía de 70 Wh por quilogramo e son de tamaño comparable ás baterías de hidruro metálico de níquel que se usan actualmente no Toyota Prius.
Isto reduce o volume necesario de tanques á metade. Grazas a un sistema de carga relativamente sinxelo e barato (dúas bombas bombean electrólito novo, dúas aspiran o electrólito usado), o sistema pode cargarse en dez minutos para proporcionar un alcance de 100 km. Incluso os sistemas de carga rápida como o usado no Tesla Roadster duran seis veces máis.
Neste caso, non é de estrañar que moitas empresas de automoción recurran á investigación do Instituto, e o estado de Baden-Württemberg destinase 1,5 millóns de euros ao desenvolvemento. Non obstante, aínda levará tempo chegar á fase tecnolóxica do automóbil. "Este tipo de batería pode funcionar moi ben con sistemas de enerxía estacionarios, e xa estamos facendo estacións experimentais para a Bundeswehr. Non obstante, no ámbito dos vehículos eléctricos, esta tecnoloxía será axeitada para a súa implantación nuns dez anos”, dixo Noack.
Non se precisan materiais exóticos para a produción de baterías redox de fluxo. Non se precisan catalizadores caros como o platino usado nas pilas de combustible ou polímeros como as baterías de ión de litio. O alto custo dos sistemas de laboratorio, que alcanza os 2000 euros por quilowatt de potencia, débese unicamente a que son únicos e están feitos á man.
Mentres, os especialistas do instituto teñen previsto construír o seu propio parque eólico, onde se realizará o proceso de carga, é dicir, a eliminación do electrólito. Co fluxo redox, este proceso é máis eficiente que electrolizar a auga en hidróxeno e osíxeno e usalos en pilas de combustible: as baterías instantáneas proporcionan o 75 por cento da electricidade utilizada para cargar.
Podemos imaxinar estacións de carga que, xunto coa carga convencional de vehículos eléctricos, sirvan como amortecedores contra a carga máxima do sistema de enerxía. Hoxe, por exemplo, moitos aeroxeradores do norte de Alemaña teñen que estar apagados a pesar do vento, xa que doutro xeito sobrecargarían a rede.
No que se refire á seguridade, non hai perigo. "Cando mesturas dous electrólitos, prodúcese un curtocircuíto químico que desprende calor e a temperatura sobe a 80 graos, pero non pasa nada máis. Por suposto, os líquidos por si só non son seguros, pero tampouco a gasolina e o gasóleo. A pesar do potencial das baterías redox de fluxo, os investigadores do Instituto Fraunhofer tamén traballan duro desenvolvendo tecnoloxía de ións de litio ...
texto: Alexander Bloch
Batería de fluxo redox
Unha batería de fluxo redox é en realidade un cruce entre unha batería convencional e unha pila de combustible. A electricidade flúe debido á interacción entre dous electrólitos: un conectado ao polo positivo da célula e outro ao polo negativo. Neste caso, un dá ións cargados positivamente (oxidación), e o outro recíbeos (redución), de aí o nome do dispositivo. Cando se alcanza un certo nivel de saturación, a reacción detense e a carga consiste en substituír os electrólitos por outros frescos. Os traballadores son restaurados mediante o proceso inverso.
