Batería de flujo solar. Un dispositivo que integra célula solar y batería



Nueva batería de flujo solar
Esta imagen muestra una nueva batería de flujo solar integrada con una eficiencia del 14.1 por ciento.

Los científicos han aprovechado las capacidades tanto de una célula solar como de una batería en un solo dispositivo.

Una “batería de flujo solar” que absorbe la luz solar y la almacena de manera eficiente como energía química para su posterior uso bajo demanda.

Su investigación podría hacer que la electricidad sea más accesible en regiones remotas del mundo. La misma fue publicada en la revista Chem.

Si bien la luz solar se ha vuelto cada vez más atractiva como fuente de energía limpia y abundante, tiene una limitación obvia. Solo hay una cantidad de luz solar por día, y algunos días son mucho más soleados que otros. Para mantener la energía solar práctica, o sea luego de convertirse en energía eléctrica, debe almacenarse. Normalmente esto requiere dos dispositivos, una célula solar y una batería. Pero la batería de flujo solar está diseñada para funcionar como las dos.

“Tomemos la conversión de energía solar separada de los dispositivos de almacenamiento de energía electroquímicos. Entonces combinemos las funciones de estos elementos separados en un solo dispositivo integrado. Podría llevar a un enfoque más eficiente, escalable, compacto y rentable para utilizar energía solar”. Dice Song Jin, un profesor de química en la Universidad de Wisconsin-Madison. Jin y su equipo desarrollaron el dispositivo en colaboración con Jr-Hau He, profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST) en Arabia Saudita.

La batería de flujo solar tiene tres modos diferentes. Si se necesita energía de inmediato, puede actuar como una célula solar e inmediatamente convertir la luz solar en electricidad. De lo contrario, el dispositivo puede absorber la energía solar durante el día y almacenarla como energía química. La entrega más tarde como electricidad cuando cae la noche o el cielo se nubla. El dispositivo también puede cargarse con energía eléctrica si es necesario, al igual que una batería típica.

El modelo más reciente de la batería de flujo solar del equipo es capaz de almacenar y suministrar electricidad a partir de energía solar de manera más eficiente que cualquier otro dispositivo integrado que exista actualmente.

Jin cree que la batería de flujo solar podría ayudar a trascender las limitaciones de la red eléctrica. Conseguiría que la electricidad esté más fácilmente disponible para las personas que viven en áreas rurales. También proporcionar una fuente alternativa de energía cuando fallan los sistemas eléctricos tradicionales.

“Estas baterías integradas de flujo solar serán especialmente adecuadas como sistemas de conversión y almacenamiento de energía solar independientes y distribuidos en ubicaciones remotas. Permitirán una electrificación práctica fuera de la red”, dice Jin.

La fabricación de baterías de flujo solar actual sigue siendo demasiado costosa para los mercados del mundo real. Pero Jin cree que los diseños más simples, los materiales de células solares más baratos y los avances tecnológicos podrían ayudar a reducir los costos en el futuro. Y aunque el modelo actual es relativamente eficiente, el equipo tiene planes para mejorar aún más su diseño. Parte del voltaje del dispositivo actual aún se va a desperdiciar. Lo que significa que los científicos pueden necesitar modificar las especies redox y los materiales de fotoelectrodos que trabajan en tándem para convertir la entrada de energía solar en salida eléctrica. Pero Jin cree que, con más investigación, las baterías de flujo solar pronto pueden ser prácticas.

“Creemos que con el tiempo podremos alcanzar un 25% de eficiencia. Utilizando materiales solares emergentes y una nueva electroquímica”, dice Jin. “En este rango de eficiencia, sin usar las costosas células solares, debería ser bastante competitivo con otras tecnologías de energía renovable. Entonces creo que la comercialización podría ser posible”.


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