Una imagen esquemática que ilustra la estructura básica de una batería de flujo redox de cromo de hierro. Crédito: Angewandte Chemie International Edition (2025). Doi: 10.1002/anie.202507119
Los investigadores afiliados a UNIST han logrado prolongar la vida útil de las baterías de flujo redox de cromo de hierro (RFBS FE-CR), sistemas de almacenamiento de energía (ESS) a prueba de explosión de gran capacidad y explosión. Este avance mejora la seguridad y la confiabilidad del almacenamiento de fuentes de energía renovables, como el viento y la energía solar, que a menudo producen electricidad de manera intermitente, lo que permite el almacenamiento seguro y la recuperación a pedido.
Los hallazgos se publican en Edición internacional de química aplicada.
El profesor Hyun-wook Lee de la Escuela de Ingeniería Química de Energía en Unist, en colaboración con el profesor Dong-Hwa SEO de Kaist y el profesor Guihua Yu de la Universidad de Texas en Austin, identificó las causas de la degradación del rendimiento en las baterías de flujo de cromo de hierro. También desarrollaron una formulación de electrolitos optimizado que mantiene la capacidad a través de ciclos de carga y descarga repetidos.
A diferencia de las baterías convencionales, las baterías de flujo almacenan energía en electrolitos líquidos que actúan como electrodos líquidos. Los electrolitos se distribuyen mediante bombas durante la carga y descarga.
El uso de agua en lugar de productos químicos volátiles los hace inherentemente más seguros sin riesgo de explosión. Además, su capacidad se puede ajustar fácilmente controlando el volumen de electrolitos, haciéndolos adecuados para el almacenamiento de energía a gran escala de fuentes renovables variables.
El equipo descubrió que la causa principal de la disminución de la capacidad es un proceso de intercambio de ligando que involucra hexacyanocromato ((CR (CN) 6) 4-/3-). Aunque agregar hexacyanocromato mejora la salida y la velocidad de carga, el ciclo induce una reacción lateral donde los iones de cianuro (CN-) que rodean los iones de cromo se reemplazan por iones hidróxido (OH-). Este intercambio desestabiliza la estructura de electrolitos, lo que lleva a una rápida pérdida de capacidad.
Para abordar esto, los investigadores optimizaron la relación de cianuro de iones de hidróxido dentro del electrolito, suprimiendo efectivamente la reacción no deseada. La nueva formulación de electrolitos mantuvo de manera confiable la capacidad estable y la eficiencia en más de 250 ciclos.
El profesor Lee enfatizó: “Este trabajo demuestra el potencial de desarrollar baterías de flujo de alto rendimiento y duradera utilizando electrolitos de cromo de hierro rentables. Dicha tecnología es especialmente prometedora para países con abundantes recursos renovables y grandes áreas terrestres, como China y naciones europeas, buscando soluciones de almacenamiento de energía escalable”.
Si bien las baterías de flujo de vanadio están actualmente más cercanas a la implementación comercial, sus altos costos y su disponibilidad de recursos regional limitadas presentan desafíos. Este avance ofrece un enfoque alternativo hacia un almacenamiento de energía de gran capacidad más asequible y escalable.
Más información: Ji -Eun Jang et al, dilucidar la dinámica de intercambio de ligando de mediadores redox basados en hexacyanocromato en baterías de flujo redox acuoso de cromo -cromo, Angewandte Chemie International Edition (2025). Dos: 10.1002/anie.202507119
Proporcionado por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan
Cita: extender la vida útil del almacenamiento de energía de seguridad a gran escala con baterías de flujo de chromo de hierro (2025, 21 de agosto) Recuperado el 21 de agosto de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-08-lifespan-large-scale-safe-nergy.html
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