BATERÍAS DE FLUJO REDOX: Una alternativa de carga rápida

Un nuevo tipo de batería de flujo redox presenta una gran ventaja para los autos eléctricos, si la carga de la batería se encuentra baja resulta tan simple como cambiar el electrolito descargado por uno nuevo ionizado en una estación de recarga, tan fácil como si llenáramos el tanque de nuestro vehículo con gasolina nueva.

 

 

[Por Laury Eduarte Gómez]

El principio de funcionamiento es bastante simple a primera vista, dos electrolitos líquidos que contienen iones de metales fluyen a través de electrodos de grafito poroso, los dos electrodos están separados por una membrana que permite a los protones pasar a través de ésta. A través de este intercambio de protones, fluye una corriente entre los electrodos, y se crea la tensión útil.

 

Imagen cortesía de Fraunhofer-Gesellschaft

 

 

 

Lo que hace interesantes a estas baterías es el hecho de que están basadas en un fluido electrolítico que puede ser reemplazado por uno nuevo en pocos minutos. Además, el bombeo del electrolito descargado para introducir al sistema el nuevo electrolito puede hacerse utilizando una turbina de viento o una planta solar. Por lo que la cadena en el proceso puede tornarse más ecológica.

 

Aunque la autonomía que brinda este tipo de nuevas baterías es aún insuficiente, se puede notar un gran avance respecto a las baterías anteriores, brindando una autonomía cuatro o cinco veces mayor, lo que las coloca cerca a las baterías de litio-ion. Si se pretendiera usar esta batería en su versión actual, los vehículos sólo se obtendrían un recorrido de 25km hasta que se tenga que recargar nuevamente.

 

Los investigadores de Fraunhofer Institute for Chemical Technology (ICT) en Pfintzal, Alemania, continúan trabajando y desarrollando la batería de flujo redox a través de un prototipo que ha sido construido en conjunto con investigadores de la Universidad de Ciencias Aplicadas. Este prototipo se está sometiendo a diferentes tipos de pruebas, de material del electrodo, la membrana y los electrolitos. Para así construir distintos tipos de sistemas de flujo de redox y obtener las principales ventajas y desventajas de cada uno.

 

 

Esquema: Proceso en un sistema de flujo redox

 

Los progresos que se han realizado más allá de la tecnología convencional están en el orden de la construcción modular desarrollable para el mercado con dispositivos de corto plazo de almacenamiento, junto con un nuevo desarrollo de dispositivos de almacenamiento a largo plazo, el poder y la cantidad de energía escalables de forma independiente, funcionamiento óptimo a través de la regulación de anticipación y de gestión de carga y energética y costo de conversión óptimo de la energía.

 

Diseño experimental para una célula de

 flujo redox Vanadio. Fuente: Jens Noack

Las baterías de flujo redox teóricamente ofrecen unas ventajas:

-         alta eficiencia energética >75% (>95% hallada a escala de laboratorio)

-         larga vida, excelente capacidad de ciclos (>10.000)

-         diseño flexible

-         tiempo de respuesta rápido

-         tolerancia a la sobrecarga y exceso de descarga

-         bajos costos de mantenimiento

-         auto descarga baja o sin descarga en función del bombeo del electrolito

 

La diferencia principal respecto a las baterías de litio-ion es que las baterías de litio-ion toman horas en recargarse, tiempo que un conductor no quiere perder en su camino. Por lo que se vislumbra una alternativa real a las baterías litio-ion en las baterías de flujo redox.

 

Diseño experimental para una célula de

 flujo redox Vanadio. Fuente: Jens Noack

 

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Comentarios

Me parece interesante que se pueda implementar un sistema de alimentación para automóviles en el cual no se "queme" el combustible, sino que se recicle el "fluido energético".

Esperemos que, mediante las investigaciones, se pueda incrementar significativamente la autonomía del automóvil para que pueda ser aplicable esta tecnología.

Los gobiernos del mundo y los organismos internacionales deben llegar a acuerdos urgentemente para promover e incentivar fuertemente la implementación de energías renovables. Hay que dejar de dar prioridad a los intereses económicos y empezar a atender los problemas ambientales que está generando la accióndel hombre en el mundo. Ojalá en la cumbre de Copenhague próxima se pueda avanzar en esta materia y firmar acuerdos vinculantes en esta área.

Iniciativas como la presentada en este artículo nos muestran como hay infinidad de alternativas energéticas que pueden sustituir eficientemente a los combustibles fósiles.

Interesante aportación.

Pero actualmente, con un nuevo proceso, se ha descubierto que las baterias de ion-litio permiten carga rápida en pocos minutos. Aunque ya han salido las primeras al mercado de la mano de Toshiba:

http://www.idg.es/pcworldtech/mostrarnoticia.asp?id=71930&seccion=actualidad

es de esperar que se incorporen al mundo del automobil en breve, ya que en 10 minutos se revargan al 9′%

Aclaración: en 10 minutos recarga del 90%

me gustaria que me envien en forma grafica como funciona el redox en una bateria de auto para un trabajo desde ya muchas gracias

para sistemas de produccion aislados de lared electrica No importa que tenga gran desnsidad de carga, mas importante es que tenga un precio asequible eslpero que lo saquen pronto al mercado

La primera aplicación de estas baterías tuvo lugar hace 125 años, en el dirigible La France

[...] temporal de la energía necesaria. Estas son de gran capacidad, robustas y de larga vida, son baterías redox de flujo de vanadio en las que los compuestos químicos de vanadio alternativamente absorben y descargan los electrones [...]

La solucion como siempre es el hibrido, con motores-generadores de regimen constante (para consumos prolongados),motores-freno electricos en 4 ruedas, con techo de paneles solares y enchufes para recargar acumulador en los estacionamientos…

La batería de flujo redox, de ser posible su desarrollo comercial, y que según parece podría ser, va a ser la revolución y la solución de los vehículos eléctricos, que a su vez serán la revolución en el sector automovilístico.

Tengan en cuenta que las baterías que se recargan con electricidad, requieren de un suministro de corriente que resulta inviable. Me explico con el siguiente ejemplo: Un vehículo con un motor de 30KW, para una autonomía de 2 horas, necesitaría una batería de 60KWh, si la quisiéramos recargar en una hora habríamos de disponer de una toma de corriente que pudiese proporcionar 60KWh. Si quisiéramos recargarla en 10 minutos, esa toma de corriente debería ser capaz de suministrar 360KWh. Todo esto suponiendo rendimientos del 100%. Y ahora imagínense la sección de los cables y el tamaño de los conectores y demás aparataje eléctrico, puesto que la intensidad, dependiendo del voltaje, seria descomunal.¿Se imaginan semejante instalación?

Y este ejemplo para un ridículo vehículo de 30Kw y dos horas de autonomía, extrapolen a uno de mayor potencia y mas horas de autonomía.

Este es el motivo por el cual los vehículos eléctricos están tan parados, aunque ya se dispongan de baterías como las LiFePo. En cambio con las de flujo redox esto estaría mas que solucionado, y podrían emplearse instalaciones de renovables para regenerar los electrolitos, no haciendo falta estar conectados a la red eléctrica, en lugares remotos.

quería pregúntale dos cosas ¿Que pasa con los electrólitos que ya no cargan? y ¿Como es que optimizaría los sistemas verdes ya hechos ?

Se adoptan muchas formas de eficiencia energética,que es la vía o salida que asta hoy tenemos como solución al problema energético.
En el campo automovilístico,que es el laboratorio por excelencia en esta cuestión,se ha llegado a la conclusión, de modificar el motor eléctrico para ser lo mas eficiente posible
y su funcionamiento es por impulsos magnéticos.
Llegado a este punto,la solución esta en aplicar la tercera ley de Newton.

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