Así funcionan las nuevas baterías de flujo orgánico que almacenan la electricidad en un fluido

Las nuevas baterías de flujo orgánico que almacenan la electricidad en un fluido han sido desarrolladas por investigadores de la Universidad de Groningen y, por ahora, se pueden utilizar en sistemas de energía estacionarios. En una batería de flujo, la energía eléctrica se almacena en dos fluidos separados. En ellos se disuelven los productos químicos que almacenarán las cargas. La electricidad, primero se guarda y luego se libera al pasar los fluidos por una celda electroquímica que tiene una membrana de intercambio de iones.

Así mismo, el contenido de energía de estas baterías es escalable utilizando tanques de almacenamiento más grandes. Científicos de la Universidad de Groningen, en los Países Bajos, han diseñado un electrolito de batería de flujo que se basa en una molécula orgánica mucho menos costosa.

Edwin Otten, profesor asociado de química inorgánica molecular , ha explicado que su objetivo era crear una batería simétrica en la que ambos tanques contuvieran el mismo fluido y que se basara en una molécula orgánica en lugar de un metal. Generalmente, en una batería de flujo los tanques contienen fluidos con una composición diferente. Las baterías simétricas se han diseñado uniendo las moléculas que se utilizan en ambos lados y llenando ambos tanques con la molécula híbrida resultante. «El inconveniente de este enfoque es que solo se usa una parte de la molécula en cada lado y durante su uso aparecen radicales reactivos que se degradan con el tiempo. Esto hace que la estabilidad sea un problema».

Así son las nuevas baterías de flujo orgánico

Los investigadores buscaron una molécula estable que aceptara o donara electrones para usarse en ambos lados de la batería. El compuesto más prometedor fue un radical de Blatter, un compuesto orgánico bipolar que puede aceptar o donar un electrón en una reacción redox. Es relativamente fácil de fabricar y, aunque actualmente no se produce en la industria, debería ser posible ampliar su escala.

El compuesto fue probado en una pequeña celda electroquímica funcionando correctamente y manteniéndose estable durante 275 ciclos de carga y descarga. Sin embargo, «necesitamos llevar alcanzar miles de ciclos». Los experimentos actuales son una prueba de que el concepto funciona correctamente. «Es posible fabricar una batería de flujo simétrico que tenga buena estabilidad».

Otra ventaja del diseño simétrico es que parte del compuesto puede cruzar la membrana durante el uso sin que resulte un problema que uno de los tanques contenga un volumen ligeramente mayor que el otro, ya que cualquier desequilibrio se restaura fácilmente invirtiendo la polaridad. Durante las pruebas, el equipo demostró que el funcionamiento de la batería era el previsto, al contrario que en otros diseños experimentales de baterías simétricas que no eran lo suficientemente estables para obtener alcanzar esos ciclos de carga y descarga.