Una nueva combinación de materiales desarrollada por investigadores de Stanford puede ayudar a desarrollar una batería recargable capaz de almacenar grandes cantidades de energía renovable creada a través de fuentes eólicas o solares. Con un mayor desarrollo, la nueva tecnología podría entregar energía a la red eléctrica rápidamente, rentable y a temperaturas ambiente normales.

La tecnología, un tipo de batería conocida como batería de flujo, se ha considerado durante mucho tiempo como un candidato probable para almacenar energía renovable intermitente. Sin embargo, Hasta ahora, los tipos de líquidos que podían producir la corriente eléctrica estaban limitados por la cantidad de energía que podían suministrar o habían requerido temperaturas extremadamente altas o habían utilizado productos químicos muy tóxicos o costosos.

William Chueh, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales de Stanford, junto con su Ph.D. estudiante Antonio Baclig y Jason Rugolo, ahora un buscador de tecnología en X Development, subsidiaria de investigación de Alphabet, decidió probar sodio y potasio, que cuando se mezclan forman un metal líquido a temperatura ambiente, como el fluido para el donante de electrones - o el lado negativo - de la batería. Teóricamente este metal líquido tiene al menos 10 veces la energía disponible por gramo que otros candidatos para el fluido del lado negativo de una batería de flujo.

"Todavía tenemos mucho trabajo que hacer, "dijo Baclig, "pero este es un nuevo tipo de batería de flujo que podría permitir de manera asequible un uso mucho mayor de la energía solar y eólica utilizando materiales abundantes en la Tierra".

El grupo publicó su trabajo en la edición del 18 de julio de Joule .

Lados separados

Para utilizar el extremo negativo de metal líquido de la batería, el grupo encontró una membrana cerámica adecuada hecha de óxido de potasio y aluminio para mantener separados los materiales negativos y positivos mientras dejaba fluir la corriente.

Los dos avances juntos duplicaron con creces el voltaje máximo de las baterías de flujo convencionales, y el prototipo se mantuvo estable durante miles de horas de funcionamiento. Este voltaje más alto significa que la batería puede almacenar más energía para su tamaño, lo que también reduce el costo de producción de la batería.

"Una nueva tecnología de baterías tiene tantas métricas de rendimiento diferentes que cumplir:costo, eficiencia, Talla, toda la vida, la seguridad, etc., ", dijo Baclig." Creemos que este tipo de tecnología tiene la posibilidad, con mas trabajo, para conocerlos a todos, por eso estamos entusiasmados con él ".

Mejoras por delante

El equipo de Stanford Ph.D. estudiantes, que además de Baclig incluye a Geoff McConohy y Andrey Poletayev, descubrió que la membrana cerámica evita de manera muy selectiva que el sodio migre al lado positivo de la célula, lo que es fundamental para que la membrana tenga éxito. Sin embargo, este tipo de membrana es más eficaz a temperaturas superiores a 200 grados Celsius (392 F). En busca de una batería a temperatura ambiente, el grupo experimentó con una membrana más delgada. Esto aumentó la potencia de salida del dispositivo y demostró que perfeccionar el diseño de la membrana es un camino prometedor.

También experimentaron con cuatro líquidos diferentes para el lado positivo de la batería. Los líquidos a base de agua degradaron rápidamente la membrana, pero creen que una opción no basada en agua mejorará el rendimiento de la batería.