El loco sueño de un vehículo eléctrico con batería de flujo ya no es tan loco

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Los investigadores de vehículos eléctricos alguna vez soñaron con usar la tecnología de baterías de flujo para hacer un automóvil de cero emisiones que pudiera alcanzar la misma distancia que un vehículo de gas. Ya nadie habla mucho de eso, pero el Departamento de Energía de EE. UU. Acaba de apostar $ 3 millones en un nuevo proyecto de almacenamiento de energía que podría convertir el sueño en realidad.

El sueño de un vehículo eléctrico con batería de flujo …

Para aquellos de ustedes que son nuevos en el tema, el “flujo” en una batería de flujo es literal. La idea es producir electricidad haciendo que dos líquidos especialmente tratados fluyan uno al lado del otro. Por lo general, los líquidos están separados por una membrana delgada, aunque los investigadores han estado trabajando en tecnología avanzada sin una.

Con los ajustes adecuados, las baterías de flujo pueden ser económicas y pueden fabricarse con materias primas abundantes, ecológicas y protegidas de complicaciones geopolíticas. Las baterías de flujo son ideales para la revolución de los vehículos eléctricos, excepto que la generación actual de sistemas de baterías de flujo tiende a ser relativamente grande y costosa, y tendrían que transportarse detrás de un vehículo eléctrico en un remolque.

¡Ay!

… Puede que no sea una fantasía después de todo.

Sin embargo, en 2013 General Electric propuso un vehículo eléctrico de batería de flujo, que era algo como esto:

“Un vehículo líquido orgánico hidrogenado se alimenta al ánodo de una celda de combustible PEM donde se deshidrogena electroquímicamente, generando electricidad, mientras que el oxígeno del aire se reduce en el cátodo a agua. Para recargar la batería de flujo, las reacciones se invierten y el líquido orgánico se rehidrogena electroquímicamente o se reemplaza rápidamente con la forma hidrogenada en una estación de servicio “.

El proyecto GE se financió con el apoyo de la iniciativa ARPA-E RANGE para mejorar las baterías de los vehículos eléctricos, pero parece que no ha ido a ninguna parte. Otro proyecto de batería de flujo bajo el paraguas de ARPA-E se financió casi al mismo tiempo y pronto se canceló.

Un paso más cerca de un vehículo eléctrico con batería de flujo

La emoción por una combinación entre baterías de flujo y vehículos eléctricos probablemente se desvaneció en poco tiempo porque la tecnología de iones de litio se ha vuelto menos costosa y más eficiente. Aún así, hay indicios de que las baterías de flujo podrían encontrar un lugar en el mundo de la movilidad con cero emisiones del futuro.

Eso nos lleva a lo último noticias de almacenamiento de energía de la Universidad Case Western, que ganó ese premio de $ 3 millones por la nueva tecnología de baterías de flujo.

Para ser claros, el equipo de Case Western no apunta al mercado de vehículos eléctricos. Sin embargo, están trabajando para reducir el tamaño de las baterías de flujo a un sistema manejable que podría instalarse en una casa típica, como cualquier otro electrodoméstico.

El costo de las materias primas ha sido un obstáculo clave para la adopción generalizada de baterías de flujo, pero los investigadores de Case Western han estado trabajando con Pacific Northwest Laboratory y otros socios para reducir el costo. Una solución es utilizar una lechada a base de hierro.

“Si tiene éxito, estos”Baterías de flujo de hierro de electrodo de lechada“Que se está desarrollando en Case Western Reserve algún día podrían ser simples unidades del tamaño de un refrigerador colocadas al final de una cuadra de la ciudad o incluso en el sótano de una casa para almacenar energía eólica o solar durante 10 a 24 horas”, explica la Universidad. líderes del proyecto, profesor de ingeniería química Jesse Wainright.

¿Por qué no las baterías de iones de litio?

Teniendo en cuenta todas las mejoras en la tecnología de iones de litio a lo largo de los años, es justo preguntarse por qué se necesita otra tecnología de almacenamiento de energía. Parte de la respuesta es que millones de vehículos eléctricos saldrán a la carretera en los próximos años, y casi todos llevarán baterías de iones de litio. Combine eso con el creciente interés en el almacenamiento de energía en el hogar, así como en el almacenamiento de energía comercial y a escala de red, y tendrá una receta para los cuellos de botella en el suministro, el aumento de costos y impactos ambientales.

En el lado positivo, se podrían extraer abundantes suministros de litio de varios tipos de salmuera sin la necesidad de una minería disruptiva, aunque ampliar y comercializar esa tecnología llevará un tiempo.

En un giro interesante, el hierro podría terminar desempeñando un papel en la tecnología de iones de litio de próxima generación que ayuda a poner más baterías en circulación a menor costo.

Eso también podría llevar un tiempo. Mientras tanto, en lugar de poner todos los huevos de almacenamiento de energía en una canasta, parece prudente diversificar la cadena de suministro.

De todos modos, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. Parece pensar que sí. En 2018 organizaron una demostración de una batería de flujo desarrollada por la empresa Energy Storage Systems, a través del apoyo de una subvención ARPA-E de 2014.

El largo camino hacia un vehículo eléctrico con batería de flujo

Si está adivinando que el Cuerpo del Ejército estaba probando un vehículo eléctrico, vuelva a intentarlo. ESS estaba trabajando en un sistema de batería de flujo estacionario, no en uno rodante. ESS volvió a aparecer en el Electronia radar en 2019, cuando observamos que “el Departamento de Defensa de EE. UU. – un gran fan de la tecnología limpia – instaló la empresa Energy Warehouse ™ batería de flujo en Campamento Base del Cuerpo de Marines Pendleton en San Diego, donde la energía renovable ha existido desde 2011 “.

La compañía también se ha enganchado a la transición energética para las cooperativas eléctricas rurales, lo cual es un gran negocio considerando que las cooperativas eléctricas proporcionan el jugo para una buena parte de los EE. UU.

¡Socialismo!

¿Donde estábamos? Ah, claro, lo último que escuchamos es que ESS puso en marcha su tecnología de almacenamiento de energía para superar las 12 horas, así que estad atentos para obtener más información al respecto.

Si todavía sueña con un vehículo eléctrico con batería de flujo, parece que el sueño sigue vivo. No hace mucho tiempo, la Universidad de Glasgow en Escocia introdujo la idea de una mezcla de flujo de batería e hidrógeno que podría hacer esto:

“Un beneficio potencial de este sistema es que los autos eléctricos se pueden cargar en segundos, ya que el material es un líquido bombeable. Esto podría significar que la batería de un automóvil eléctrico podría “recargarse” aproximadamente en el mismo período de tiempo que se puede llenar un automóvil de gasolina. El líquido de la batería vieja se quitaría al mismo tiempo y se recargaría listo para ser usado nuevamente ”.

Pero espera hay mas.

El equipo de investigación está “convencido de que este resultado ayudará a allanar el camino para el desarrollo de nuevos sistemas de almacenamiento de energía que podrían usarse en automóviles eléctricos, para el almacenamiento de energía renovable y para desarrollar sistemas de energía de electricidad a gas para cuando un se requiere combustible ”, dijo entusiasmada la Universidad de Glasgow.

Citan al profesor Leroy (Lee) Cronin, co-líder del equipo de investigación, quien dijo que “nuestro enfoque … podría incluso tener aplicación en automóviles eléctricos donde las baterías pueden tardar horas en recargarse y tienen una capacidad limitada. Además, la altísima densidad de energía de nuestro material podría aumentar la autonomía de los coches eléctricos y también aumentar la resistencia de los sistemas de almacenamiento de energía para mantener las luces encendidas en los momentos de máxima demanda “.

Eso fue en 2018 y podrían estar sucediendo muchas cosas desde entonces, así que estad atentos para obtener más información sobre ese tema.

Sigueme en Twitter @TinaMCasey.

Foto: Investigación de la batería de flujo en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (cortesía de PNNL).

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