Investigadores de WMG en la Universidad de Warwick, en colaboración con Imperial College London, han encontrado una manera de mejorar las baterías de flujo híbrido y su uso comercial. El nuevo enfoque puede almacenar electricidad en estas baterías durante períodos muy largos por aproximadamente una quinta parte del precio de las tecnologías actuales. con restricciones de ubicación mínimas y cero emisiones.

Los investigadores mejoraron tres celdas de flujo híbridas utilizando grafeno dopado con nitrógeno (expuesto a plasma de nitrógeno) en una técnica de electroforesis sin aglutinantes (EPD).

La energía eólica y solar son fuentes cada vez más populares de energía renovable. Desafortunadamente, Los problemas de intermitencia les impiden conectarse ampliamente a la red nacional. Una posible solución a este problema implica el despliegue de tecnología de baterías de larga duración, como la batería de flujo redox. A pesar de su gran promesa, los costos actuales de este sistema son un factor determinante clave para la adopción en el mundo real. Una batería de red asequible debería costar £ 75 / kWh, según el Departamento de Energía de EE. UU. Baterías de iones de litio, que lideran la carga por el almacenamiento en red, cuesta alrededor de £ 130 / kWh.

Ahora, los investigadores de WMG han encontrado una forma de mejorar las baterías de flujo híbrido o la tecnología de celda de combustible regenerativa (RFC) que podría almacenar electricidad durante períodos muy largos por aproximadamente una quinta parte del costo de las tecnologías de almacenamiento actuales. con flexibilidad en la ubicación y con un impacto ambiental mínimo. La tecnología combina electrodos a base de carbono con electrolitos de origen económico, (manganeso o azufre, que son sustancias químicas abundantes en el planeta) mediante una deposición electroforética simple pero altamente efectiva de aditivos de nanocarbono (grafeno dopado con nitrógeno) que mejoran significativamente la durabilidad y el rendimiento del electrodo en ambientes altamente ácidos o alcalinos.

Los investigadores han publicado sus hallazgos en un artículo titulado "Celdas de flujo híbridas Redox con rendimiento electroquímico mejorado a través de grafeno dopado con nitrógeno sin aglutinante y depositado electroforéticamente en electrodos de papel carbón" en la edición de diciembre de 2020 de la revista. Interfaces y materiales aplicados ACS .

Dr. Barun Chakrabarti, un investigador en WMG en la Universidad de Warwick y uno de los autores principales del artículo dijo:

"Esta técnica de EPD no solo es simple, sino que también mejora la eficiencia de tres baterías de flujo híbridas económicas diferentes, lo que aumenta su potencial para una adopción comercial generalizada para el almacenamiento de energía a escala de red".

El costo químico total de la batería de flujo híbrido es aproximadamente 1/30 del costo de las baterías de la competencia, como los sistemas de iones de litio. Se pueden utilizar tecnologías ampliadas para almacenar electricidad a partir de energía eólica o solar, desde varios días hasta temporadas completas, por alrededor de £ 15 a £ 20 por kilovatio hora. Estas baterías también son extremadamente útiles para aplicaciones de nivelación de carga a escala de red, ya que su diseño es muy flexible debido a su característica única de dimensionar su potencia independientemente de su energía.

La densidad de energía de una batería de flujo híbrida, especialmente el sistema polisulfuro / aire (S-Air), es 500 veces mayor que el almacenamiento hidroeléctrico bombeado. También es mucho más compacto y se puede colocar cerca de cualquier generación renovable.