Una revolución en el almacenamiento de energía: la pila de flujo de vanadio china
El almacenamiento de energía es uno de los grandes retos para el desarrollo de las energías renovables y la transición hacia un modelo energético más sostenible. Entre las diferentes tecnologías disponibles, las baterías de flujo de vanadio destacan por su capacidad, durabilidad y seguridad. Ahora, un equipo de investigadores chinos ha logrado desarrollar una pila de flujo de vanadio de alta densidad energética y 70 kW de potencia, que reduce el coste y el espacio de esta solución de almacenamiento. ¿En qué consiste esta innovación y qué beneficios puede aportar al sector energético?
¿Qué son las baterías de flujo de vanadio y cómo funcionan?
Las baterías de flujo de vanadio son un tipo de batería recargable que utiliza una solución de electrolito líquido y vanadio como materiales de electrodos para almacenar energía eléctrica. Se conocen también como baterías de iones de vanadio o baterías de flujo de iones de vanadio.
El principio de funcionamiento de estas baterías se basa en la capacidad del vanadio de existir en cuatro estados de oxidación diferentes, que se corresponden con cuatro colores distintos: azul, verde, amarillo y violeta. En cada celda de la batería, hay dos tanques con electrolito de vanadio, uno con carga positiva y otro con carga negativa, separados por una membrana que permite el paso de los iones. Al cargar la batería, se aplica una corriente eléctrica que provoca que el vanadio cambie de estado de oxidación y de color. Al descargar la batería, se produce el proceso inverso, liberando la energía almacenada.
Las baterías de flujo de vanadio tienen varias ventajas sobre otras tecnologías de almacenamiento, como las baterías de litio. Por un lado, tienen una capacidad casi ilimitada, que depende del tamaño y el número de los tanques de electrolito. Por otro lado, tienen una larga vida útil, que puede superar los 20 años y los 10.000 ciclos de carga y descarga, sin apenas pérdida de rendimiento. Además, son seguras y estables, ya que no hay riesgo de explosión, incendio o fuga de electrolito.
¿Qué novedades aporta la pila de flujo de vanadio china?
A pesar de sus beneficios, las baterías de flujo de vanadio también presentan algunos inconvenientes, como su elevado coste y su baja densidad de potencia, que limitan su aplicación a gran escala. Para superar estos retos, un equipo de investigación dirigido por el profesor Li Xianfeng, del Instituto Dalian de Física Química (DICP) de la Academia China de Ciencias (CAS), ha desarrollado una pila de flujo de vanadio de alta densidad energética y 70 kW de potencia.
Comparada con la pila actual de 30 kW, esta pila tiene una densidad de potencia volumétrica de 130 kW/m3, y su coste se reduce en un 40%. Esto se debe a que el equipo del profesor Li ha optimizado el diseño y los materiales de la pila, utilizando membranas compuestas porosas altamente selectivas y soldables, placas bipolares altamente conductoras y soldables, un recorrido de flujo corto, una estructura de pila ultrafina y canales de flujo de baja resistencia al flujo y alta uniformidad de distribución.
La pila de 70 kW tiene una eficiencia energética del 81% en condiciones de carga y descarga a potencia nominal, y del 82,1% en condiciones de carga y descarga a potencia constante de 60 kW. Además, la pila funciona de forma estable tras más de 1.200 ciclos, con solo un 1,7% de decaimiento de la eficiencia energética.
Con esta pila, se puede aumentar la capacidad y la potencia de los módulos de almacenamiento de energía, sin incrementar mucho el tamaño ni el coste de las instalaciones. Por ejemplo, un módulo de un contenedor de 20 pies puede pasar de 250 kW a 500 kW con esta pila.
¿Qué impacto puede tener esta innovación en el sector energético?
La innovación de los investigadores chinos puede suponer un impulso para la comercialización y la implantación de las baterías de flujo de vanadio en el sector energético. Estas baterías pueden ofrecer una solución eficiente y sostenible para el almacenamiento de energía procedente de fuentes renovables, como la solar o la eólica, que son intermitentes y variables. Así, se puede mejorar la integración y el aprovechamiento de estas fuentes, reduciendo la dependencia de los combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero.
Además, las baterías de flujo de vanadio pueden contribuir a mejorar la estabilidad y la calidad de la red eléctrica, proporcionando servicios de regulación de frecuencia, potencia de reserva, compensación de picos de demanda, etc. Esto puede aumentar la seguridad y la eficiencia del suministro eléctrico, así como reducir los costes de operación y mantenimiento.
En definitiva, la pila de flujo de vanadio china es una revolución en el campo del almacenamiento de energía, que puede facilitar la transición hacia un modelo energético más limpio, inteligente y descentralizado.
Gracias por leer este artículo. Si te ha gustado, puedes compartirlo con tus amigos y seguir leyendo nuestro portal de noticias. Te deseamos un feliz día.
