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Baterías de flujo redox libre de metales para el almacenamiento de energías renovables. (BAT-LIMET)

XVII Concurso Nacional para la adjudicación de Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia

Energía renovable: materiales y procesos

Investigador Principal: Cristina Flox Donoso

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Centro de investigación o Institución: Fundación Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC). Barcelona

Sinopsis

Dado el agotamiento de las fuentes tradicionales de energía no renovables, la competitividad de los sistemas de almacenamiento de energía se ha convertido en objetivo de especial relevancia socioeconómica para los próximos años en Europa. Actualmente, las baterías de flujo redox (RFB) son una tecnología muy atractiva y prometedora para este fin, ofreciendo ventajas como modularidad, rápido tiempo de respuesta, desacoplamiento de energía y potencia… Sin embargo, las RFB actuales, están limitadas por la abundancia y los costes de las especies redox-activas.

Con la finalidad de superar estas barreras, el objetivo general del proyecto es el desarrollo de un prototipo de RFB de segunda generación (RFB2), basada en el uso de materiales de electrodos nanoestructurados y electrolitos orgánicos formados por moléculas redox-activas p-aromáticas naturales. El innovador diseño de RFB2 introduce electrolitos "verdes, ecológicos e inagotables", no sujetos a barreras geopolíticas, mostrando las ventajas:

i) Fácil escalabilidad usando materiales abundantes con coste reducido.
ii) Cinéticas más rápidas.
iii) Estabilidad más elevada con bajo "entrecruzamiento" iónico tras-membrana.
iv) Alta densidad energética.
v) Ajuste de la solubilidad y potencial de las especies redox-activas mediante la introducción de grupos funcionales en el sistema p-aromático.

Por otro lado, se pretende diseñar estrategias in-situ de diagnosis y prognosis para monitorizar la evolución de las interfases y detectar mecanismos de fallo. De esta manera, se evaluará su envejecimiento y estimará el tiempo de vida de los componentes. Por último, se llevará a cabo una fase de demostración donde se validará el prototipo de RFB2 como un sistema de almacenamiento eficiente y de bajo coste mediante su integración en una smart grid.