Científics del CSIC i de l'ICN2 han desenvolupat un nou tipus de fluids amb nanopartícules de grafè o altres carbons per a bateries de flux. Tenen una alta eficiència energètica i la recàrrega és més ràpida que en bateries convencionals. Es poden usar en aplicacions que requereixen alta potència i densitats mitjanes d'energia.
Mostres d'alguns dels nanofluids desenvolupats.Millorar l'emmagatzematge d'energia és una de les claus per millorar el model energètic actual. Les bateries de flux redox són una de les opcions més prometedores per a desenvolupar a un baix cost aplicacions que requereixen grans quantitats d'energia. Però tenen inconvenient. "Aquest tipus de bateries s'apliquen des de fa temps. Però fan servir, com a material electroactiu, sals com el sulfat de vanadil, dissoltes en aigua, que tenen una capacitat d'emmagatzematge d'energia relativament baixa", explica Pedro Gómez-Romero, professor d'investigació del CSIC a l'CIN2.
Per augmentar l'energia emmagatzemada caldria canviar el material electroactiu. Una de les alternatives són els nanofluids electroactius, que substitueixen les sals dissoltes per nanopartícules d'un material electroactiu similar al que s'usa en les bateries convencionals amb elèctrodes sòlids.
Això és el que han fet els científics del CSIC al Centre d'Investigació en Nanociència i Nanotecnologia (CIN2) i a l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2). Els científics han creat uns fluids amb nanopartícules de grafè o d'altres carbons disperses en un electròlit. "La idea és que en comptes de tenir el material de l'elèctrode tancat en un espai limitat, com es fa en una bateria convencional, el que tenim és el material de l'elèctrode dispers en forma de nanopartícules i suspès en un fluid", explica Pedro Gómez-Romero. "Això ens permet posar més quantitat del material electroactiu i, en conseqüència, augmentar la quantitat d'energia emmagatzemada".
És clar que això també implica tenir una bateria de major volum. Per això, les primeres aplicacions que es preveuen són bateries estacionàries, per emmagatzemar electricitat d'energies renovables (com l'eòlica) i per estabilitzar la xarxa i compensar els pics de generació.
Els científics no descarten que els nanofluids es puguin aplicar per al cotxe elèctric
No obstant això, els científics no descarten que es pugui aconseguir aplicar per al cotxe elèctric. Es tractaria de concentrar encara més la densitat d'energia per unitat de volum del nanofluid. Si s’aconsegueix això, en aquests cotxes no s’ompliria el dipòsit amb gasolina o dièsel, sinó que es buidaria la bateria de flux dels nanofluids electroactius descarregats, i es tornaria a omplir amb nanofluids electroactius carregats.
Proves en laboratori han demostrat que aquests nanofluids permeten un emmagatzematge ràpid d'energia en cel·les de flux amb emmagatzematge d'alta potència, i que s'aconsegueix una eficiència energètica alta, amb un retorn de fins al 90% de l'energia emmagatzemada (davant del 25-30% de retorn de l’eficiència de la gasolina). Els nanofluids són molt estables i es poden produir a baix cost. El cicle de recàrrega també és eficient: fins a un 98% de la recàrrega màxima després 1.500 cicles encara que podrien ser més ja que, diuen els científics, "seguim comptant".
Contacte:
Isabel Gavilanes-Pérez
Vicepresidencia Adjunta deTransferencia
del Conocimiento CSIC
Tel.: 93 5947700