domingo, 29 de julio de 2012

Nuevo condensador de flujo electroquímico: Diseño híbrido de supercapacitor-batería



Investigadores de la Universidad de Drexel están desarrollando un capacitor de flujo electroquímico (CFE) el cual combina las capacidades de almacenamiento de las baterías con las ventajas de los supercapacitores tales como un ciclo de vida mucho más extenso y una mayor potencia energética. El objetivo del equipo es mejorar la estabilidad de la red energética y facilitar la integración de fuentes de energía renovable.

Cuando hablamos de energía renovable, nos referimos a fuentes como el viento o la energía solar que están experimentando un incremento potencial en su uso año con año, pero que presentan aún diversos desafíos como por ejemplo la integración a las redes eléctricas, ya que por lo genera son fuentes energéticas intermitentes e impredecibles. Por esta razón se hace necesaria la búsqueda de una solución altamente flexible y económica que permita almacenar vastas cantidades de energía que puedan ser liberadas con facilidad cuando sea necesario.
Si bien las baterías pueden almacenar grandes cantidades de energía, no pueden liberarla con rapidez y su ciclo de vida se limita a alrededor de 1000 ciclos de carga-descarga. Por el contrario, los supercapacitores pueden liberar energía con suma rapidez y su ciclo de vida puede llegar hasta los cientos de miles de ciclos de carga-descarga, sin embargo no pueden almacenar demasiada energía. Avances recientes en la tecnología de las baterías y los capacitores han permitido la integración de ambos conceptos en un diseño que podría aprovechar las ventajas que ambos ofrecen de tal modo que compensen sus respectivas desventajas.

El sistema CFE desarrollado en la Universidad de Drexel constituye otro paso en esta dirección y se espera que pueda ser empleado a larga escala. El dispositivo consiste de una celda conectada a dos depósitos externos, cada uno de los cuáles contiene una mezcla de líquido electrolito y partículas de carbono capaces de transportar carga. Esta suspensión descargada es bombeada desde los tanques de almacenamiento externo hasta la celda de flujo, donde la energía almacenada es transferida a las partículas carbono. Una vez que ha sido cargada, la suspensión puede almacenarse en grandes tanques hasta que la energía sea necesaria, momento en el cual todo el proceso es revertido.

Este diseño conceptualmente simple promete ser tanto escalable como económico. Los CFE pueden sobrevivir cientos de miles de ciclos de carga-descarga, su potencia de salida es comparativamente elevada - es controlada por el tamaño de la celda electroquímica - y su capacidad es proporcional al tamaño de los tanques que contienen la mezcla de carbón-electrolito.

Sin embargo, los investigadores aún necesitan vencer algunos retos, entre los cuáles el más importante es la baja densidad energética de la suspensión, la cual actualmente requiere tanques de almacenamiento bastante grandes. Por esta razón actualmente están desarrollando nuevas composiciones para la suspensión para incrementar su densidad energética unas diez veces, lo que en su opinión sería suficiente para hacer práctica esta tecnología.





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