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Científicos estadounidenses han desarrollado un nuevo tipo de batería de sal fundida, que se espera que logre el almacenamiento de energía a nivel de red a una temperatura más baja y de bajo costo.

20 Oct, 2021

By saltar

Con el aumento continuo de fuentes de energía renovables como la eólica y la solar, se necesitan soluciones creativas para almacenar energía intermitente de la naturaleza. Una solución potencial es una batería de sales fundidas, que brinda ventajas que las baterías de litio no tienen, pero algunos problemas deben resolverse.

Los científicos de Sandia National Laboratories (Laboratorios Nacionales de Sandia) dependientes de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear de EE. UU. han propuesto un nuevo diseño que puede resolver estas deficiencias y han demostrado una nueva batería de sal fundida compatible con la versión actualmente disponible. En comparación, este tipo de batería de almacenamiento de energía se puede construir de manera más económica mientras almacena más energía.

Almacenar grandes cantidades de energía de manera económica y eficiente es la clave para usar energía renovable para alimentar toda la ciudad. Aunque tiene muchas ventajas, esto es lo que le falta a la costosa tecnología de baterías de litio. Las baterías de sales fundidas son una solución más rentable que utiliza electrodos que permanecen fundidos con la ayuda de altas temperaturas.

"Hemos estado trabajando arduamente para reducir la temperatura de trabajo de las baterías de sodio fundido a la temperatura física más baja posible", dijo Leo Small, investigador principal del proyecto. "Si bien se reduce la temperatura de la batería, también se puede reducir el costo total. Puede usar material más barato. Las baterías requieren menos aislamiento y los cables que conectan todas las baterías pueden ser más delgados".

Comercialmente, este tipo de batería se denomina batería de sodio-azufre. Algunas de estas baterías se han desarrollado a nivel mundial, pero por lo general funcionan a temperaturas de 520 a 660 °F (270 a 350 °C). El objetivo del equipo de Sandia es mucho menor, aunque hacerlo requiere un replanteamiento porque los productos químicos que funcionan a altas temperaturas no son adecuados para trabajar a temperaturas más bajas.

Se entiende que el nuevo diseño de los científicos consiste en sodio metálico líquido y un nuevo tipo de mezcla líquida. Esta mezcla líquida está compuesta de yoduro de sodio y cloruro de galio, que los científicos llaman catolito.

Se produce una reacción química cuando la batería libera energía, produciendo iones de sodio y electrones que pasan a través del material de separación altamente selectivo y forman sal de yoduro fundido en el otro lado.

Esta batería de sodio-azufre puede funcionar a una temperatura de 110°C. Después de ocho meses de pruebas de laboratorio, se ha cargado y descargado más de 400 veces, lo que demuestra su valor. Además, su voltaje es de 3.6 voltios, que según los científicos es un 40% superior al de las baterías de sales fundidas del mercado, por lo que tiene una mayor densidad energética.

La autora de la investigación, Martha Gross, dijo: "Debido al nuevo catolito que informamos en este documento, estamos muy entusiasmados con la cantidad de energía que se puede inyectar en este sistema. Las baterías de sodio fundido han existido durante décadas y están en todo el mundo. pero nunca lo han sido. Nadie ha hablado de ellos. Por lo tanto, es genial poder bajar la temperatura y recuperar algunos datos y decir: 'Este es un sistema verdaderamente viable'".

Los científicos ahora están centrando su atención en reducir el costo de las baterías, lo que se puede lograr reemplazando el cloruro de galio, que es unas 100 veces más caro que la sal de mesa. Dijeron que esta tecnología aún está a 5 o 10 años de su comercialización, pero lo que les beneficia es la seguridad de la batería porque no crea un riesgo de incendio.

"Esta es la primera demostración del ciclo estable a largo plazo de una batería de sodio fundido de baja temperatura", dijo el autor de la investigación Erik Spoerke. "Nuestra magia es que hemos determinado la química y la electroquímica de la sal, lo que nos permite operar a 230 °F de manera efectiva. Trabajo. Esta estructura de yoduro de sodio a baja temperatura es una modificación de las baterías de sodio fundido".

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