Una nueva batería podría almacenar electricidad eólica y solar de manera asequible y a temperatura ambiente

La aleación de sodio y potasio es un metal líquido a temperatura ambiente que podría desbloquear una batería de alto voltaje. La aleación de sodio y potasio es un metal líquido a temperatura ambiente que podría desbloquear una batería de alto voltaje. (Crédito de la imagen: Antonio Baclig)

Una nueva combinación de materiales desarrollada por investigadores de Stanford puede ayudar a desarrollar una batería recargable capaz de almacenar las 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 de forma rápida, rentable y a temperaturas ambiente normales.

La tecnología, un tipo de batería conocida como batería de flujo, ha sido considerada por mucho tiempo como un posible candidato para almacenar energía renovable intermitente. Sin embargo, hasta ahora los tipos de líquidos que podrían producir la corriente eléctrica se han visto limitados por la cantidad de energía que podrían suministrar o han requerido temperaturas extremadamente altas o han utilizado productos químicos muy tóxicos o costosos.

Stanford, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales William Chueh, junto con su estudiante de doctorado Antonio Baclig y Jason Rugolo, ahora un buscador de tecnología de la filial de investigación X Development de Alphabet, decidió probar el sodio y el potasio, que al mezclarse forman un metal líquido a temperatura ambiente , como el fluido para el donador 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 por hacer”, dijo Baclig, “pero este es un nuevo tipo de batería de flujo que podría permitir un uso mucho más elevado de la energía solar y eólica usando materiales abundantes en la Tierra”.

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

Separación de los lados

Con el fin de utilizar el extremo negativo de metal líquido de la batería, el grupo encontró una membrana cerámica adecuada hecha de potasio y óxido de aluminio para mantener los materiales negativos y positivos separados al permitir que la corriente fluya.

Los dos avances juntos más que duplicaron la tensión máxima 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 batería tiene tantas métricas de rendimiento diferentes que cumplir: costo, eficiencia, tamaño, vida útil, seguridad, etc.”, dijo Baclig. “Creemos que este tipo de tecnología tiene la posibilidad, con más trabajo, de satisfacerlos a todos, y es por eso que estamos entusiasmados con eso”.

Mejoras por delante

El equipo de estudiantes de doctorado de Stanford, que además de Baclig incluye a Geoff McConohy y Andrey Poletayev, descubrió que la membrana cerámica evita de forma muy selectiva que el sodio migre al lado positivo de la célula, lo que es crítico para que la membrana tenga éxito. Sin embargo, este tipo de membrana es más efectiva a temperaturas superiores a 200 grados Celsius (392 F). En la búsqueda 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 refinar 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.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por la Universidad de Stanford

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