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Lunes, 3 agosto 2015
Ciencia de los Materiales

Nanofluidos de grafeno para baterías más rápidas

Científicos del CSIC y del ICN2 (España) han desarrollado un nuevo tipo de fluidos con nanopartículas de grafeno u otros carbones para baterías de flujo. Tienen una alta eficiencia energética y la recarga es más rápida que en baterías convencionales. Se pueden usar en aplicaciones que requieren alta potencia y densidades medias de energía.

 

Mejorar el almacenamiento de energía es una de las claves para mejorar el modelo energético actual. Las baterías de flujo redox son una de las opciones más prometedoras para desarrollar a un bajo coste aplicaciones que requieren grandes cantidades de energía. Pero tienen inconvenientes. “Este tipo de baterías se aplican desde hace tiempo. Pero usan, como material electroactivo, sales como el sulfato de vanadilo, disueltas en agua, que tienen una capacidad de almacenamiento de energía relativamente baja”, explica Pedro Gómez-Romero, profesor de investigación del CSIC en el CIN2.

 

Para aumentar la energía almacenada habría que cambiar el material electroactivo. Una de las alternativas son los nanofluidos electroactivos, que sustituyen las sales disueltas por nanopartículas de un material electroactivo similar al que se usa en las baterías convencionales con electrodos sólidos.

 

Eso es lo que han hecho los científicos del CSIC en el Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología (CIN2) y en el Institut Català de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2). Los científicos han creado unos fluidos con  nanopartículas de grafeno o de otros carbones dispersas en un electrolito. “La idea es que en vez de tener el material del electrodo cerrado en un espacio limitado, como se hace en una batería convencional, lo que tenemos es el material del electrodo disperso en forma de nanopartículas y suspendido en un fluido”, explica Pedro Gómez-Romero. “Eso nos permite poner más cantidad del material electroactivo y, en consecuencia, aumentar la cantidad de energía almacenada”.

 

Claro que eso también implica tener una batería de mayor volumen. Por eso, las primeras aplicaciones que se prevén son baterías estacionarias, para almacenar electricidad de energías renovables (como la eólica) y para estabilizar la red y compensar los picos de generación.

 

No obstante, los científicos no descartan que se pueda conseguir aplicar para el coche eléctrico. Se trataría de concentrar todavía más la densidad de energía por unidad de volumen del nanofluido. De conseguirse, en estos coches uno no llenaría el depósito con gasolina o diesel, sino que vaciaría la batería de flujo de nanofluidos electroactivos descargados, y la rellenaría con nanofluidos electroactivos cargados.

 

Pruebas en laboratorio han demostrado que estos nanofluidos permiten un almacenamiento rápido de energía en celdas de flujo con almacenamiento de alta potencia, y que se consigue una eficiencia energética alta, con un retorno de hasta el 90% de la energía almacenada (frente al 25-30% de retorno/eficiencia de la gasolina). Los nanofluidos son muy estables y se pueden producir a bajo coste. El ciclo de recarga también es eficiente: hasta un 98% de la recarga máxima tras 1.500 ciclos aunque podrían ser más ya que, dicen los científicos, “seguimos contando”. (Fuente: CSIC)

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