Avance en el almacenamiento de energía solar

El aumento de la demanda de electrificación en las zonas rurales plantea problemas, pero también crea oportunidades para el desarrollo de sistemas de electrificación descentralizados, basados en energía solar. En comparación con las redes eléctricas convencionales basadas en grandes centrales de generación de energía que se utilizan comúnmente en los países desarrollados, un enfoque descentralizado ofrece un menor costo de capital, una huella ecológica más pequeña y un despliegue más ágil.

Unos químicos de la Universidad del Estado de Utah, Tianbiao "Leo" Liu, Bo Hu y Maowei Hu, se encuentran entre los autores de un artículo publicado en la revista Nature Materials, en el que se describe un diseño de batería de flujo solar que combina la conversión y el almacenamiento de energía en una sola unidad. Entre los colaboradores del proyecto se encuentran Wenjie Li y Jin Song de la Universidad de Wisconsin-Madison, Anita Ho-Baillie de la Universidad de Nueva Gales del Sur y la Universidad de Sydney en Australia, Jr-Hau He de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah en Arabia Saudita y la Universidad de la Ciudad de Hong Kong.

"Esta tecnología podría acelerar la electrificación en lugares remotos", dice Liu, profesor adjunto del Departamento de Química y Bioquímica de la USU, cuya participación en la investigación fue apoyada por una beca CAREER de la Fundación Nacional de Ciencias que recibió en 2019.

El diseño, dice, integra células solares fotoelectroquímicas con baterías de flujo AORFB (aqueous organic redox flow batteries).

En una foto de 2017, los químicos de la Universidad Estatal de Utah, de derecha a izquierda, Tianbiao Leo Liu, Bo Hu, Camden DeBruler y Zayn Rhodes muestran la tecnología emergente de las baterías. En un esfuerzo multiuniversitario, el equipo contribuyó al desarrollo de un diseño integrado destinado a la electrificación y la desalinización alimentadas por energía solar. (Foto: M. Muffoletto)

"Cada una de estas tecnologías ofrece ventajas", dice Liu. "Las células fotovoltaicas convierten la luz solar en electricidad, mientras que las baterías de flujo pueden ser cargadas por las células solares para almacenar simultáneamente la energía solar. El diseño integrado produce un voltaje muy alto y un ciclo muy estable".

"El almacenamiento en baterías de recursos energéticos respetuosos con el medio ambiente, como la energía solar y la eólica, presenta desafíos debido a la inestabilidad de la red de energía, los fuertes ciclos que requieren una carga y descarga frecuente, así como una recarga irregular y completa", dice Liu. "Además, necesitamos soluciones de electrolitos para el almacenamiento de energía que sean seguras y asequibles. Las AORFB son muy prometedoras para satisfacer estas necesidades".

Además, el Laboratorio Liu está diseñando AORFB para la desalinización de agua salada y el almacenamiento de energía, todo ello de forma integrada. La investigación fue apoyada por una beca de la Iniciativa de Utah para la aceleración de la tecnología universitaria (UTAG) de la Utah Science Technology and Research (USTAR).

"La combinación de la desalinización de agua y el almacenamiento de energía en un dispositivo bifuncional ofrece la oportunidad de abordar no uno, sino dos problemas globales crecientes a partir de una sola instalación de hardware", dice Liu. (Fuente: NCYT Amazings)