Científicos del laboratorio nacional Oak Ridge han descubierto un componente crucial para un nuevo tipo de sistema de batería estacionaria de bajo coste, fabricado con materiales comunes y diseñado para redes de almacenamiento de energía eléctrica.
Sistemas de almacenamiento de energía eléctrica grandes y económicos pueden beneficiar a las redes nacionales de numerosas formas: equilibrando las cargas entre los tiempos de demanda pico y no pico, suministrando energía durante las interrupciones, almacenando electricidad a partir de fuentes fluctuantes como la energía eólica y solar o realizando cargas rápidas de vehículos eléctricos.
Las claves de la nueva membrana
La red se basa principalmente en las instalaciones de energía hidroeléctrica para el almacenamiento de energía.Algunas de sus utilidades han sido probadas, como en sistemas de batería de flujo redox (RFB) que son un cruce entre una batería convencional y una celda de combustible.
Los RFB se adaptan bien a las aplicaciones de grillas porque son duraderos, fácilmente escalables y tienen un tiempo de respuesta rápido. Sin embargo, la mayoría de los RFB que se prueban hoy en día se basan en un sistema acuoso que reduce la cantidad de electricidad que se puede almacenar, también llamada densidad de energía.
Una batería de flujo no acuoso que utiliza materiales comunes de bajo coste en lugar de agua y puede almacenar grandes cantidades de energía en un volumen más pequeño ha sido una prioridad para los científicos de baterías. Uno de los obstáculos ha sido el desarrollo de una membrana adecuada para separar los electrolitos positivo y negativo de la batería y permitir la transferencia de iones.
Los científicos de ORNL ahora han desarrollado una membrana para un RFB no acuoso a base de sodio que podría duplicar o triplicar la densidad de energía que se observa típicamente en los RFB acuosos.
La membrana está hecha de un polímero común, de polietileno de bajo coste (PEO). Su conductividad se incrementó en 100 veces con la adición de un plastificante: tetraetilenglicol dimetil éter. Sin embargo, la mezcla también redujo la resistencia mecánica de la membrana. Para contrarrestar ese efecto, los científicos mezclaron el PEO con carboximetilcelulosa, otro material común y seguro que a menudo se utiliza como espesante en la industria alimentaria.
La combinación de las tres sustancias da como resultado una membrana muy duradera que se espera funcione bien en baterías de alta energía.