Australia desarrolla un sistema de batería de flujo de protones con mayor densidad energética que las baterías de litio
Ya existen en el mercado muchos vehículos con batería de litio que funcionan con combustible de hidrógeno, pero los investigadores del Instituto de Tecnología Real de Melbourne en Australia han propuesto un concepto de “batería de flujo de protones”. Si la tecnología se puede popularizar, puede ampliar la cobertura de los sistemas de energía eléctrica basados ​​en hidrógeno y convertirla en un posible sustituto de las baterías de iones de litio. recuperar hidrógeno, el dispositivo de flujo de protones funciona más como una batería en el sentido tradicional.

El profesor asociado JohnAndrews y su prototipo preliminar de prueba de concepto de “sistema de batería de flujo de protones”

El sistema tradicional electroliza el agua y separa el hidrógeno y el oxígeno, y luego los almacena en ambos extremos de una batería de litio alimentada por combustible. Cuando la electricidad está a punto de aparecer, el hidrógeno y el oxígeno se envían al electrolizador para reacciones químicas.

Sin embargo, el funcionamiento de la batería de flujo de protones es diferente, porque integra un electrodo de almacenamiento de hidruro metálico en una batería de litio de membrana de intercambio de protones reversible (PEM) alimentada por combustible.

El tamaño de este dispositivo prototipo es de 65x65x9 mm

Según John Andrews, investigador principal del proyecto y profesor asociado del Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación de la Escuela de Ingeniería Aeroespacial del Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT), “La clave de la innovación radica en una tecnología de litio reversible. batería con electrodos de almacenamiento integrados. Hemos eliminado completamente el protón en gas. Todo el proceso y dejar que el hidrógeno vaya directamente al almacenamiento de estado sólido “.

El sistema de conversión almacena energía eléctrica en hidrógeno y luego “regenera” la electricidad.

El proceso de carga no incluye el proceso de descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno y almacenar el hidrógeno. En este sistema conceptual, la batería divide el agua para producir protones (iones de hidrógeno) y luego combina electrones y partículas metálicas en un electrodo de una batería de litio alimentada por combustible.

Diseño del sistema de almacenamiento de energía de la batería

En última instancia, la energía se almacena en forma de hidruros metálicos sólidos. En el proceso inverso, puede producir electricidad (y agua) y combinar protones con oxígeno en el aire (para producir agua).

“Batería de litio reversible alimentada por combustible” integrada con electrodos de almacenamiento de protones sólidos (X significa átomos de metal sólido unidos a hidrógeno)

El profesor Andrew dijo: “Debido a que solo el agua fluye en el modo de carga, solo el aire fluye en el modo de descarga, llamamos al nuevo sistema una batería de flujo de protones. En comparación con las de iones de litio, las baterías de protones son mucho más económicas, porque el litio debe extraerse de recursos como minerales relativamente escasos, agua salada o arcilla ”.

Almacenamiento de energía de la batería de flujo

Los investigadores dijeron que, en principio, la eficiencia energética de las baterías de flujo de protones puede ser comparable a las baterías de iones de litio, pero la densidad de energía es mucho mayor. El profesor Andrew dijo: “Los resultados experimentales iniciales son emocionantes, pero aún queda mucho trabajo de investigación y desarrollo por hacer antes de que se ponga en uso comercial”.

El equipo ha construido un prototipo de prueba de concepto preliminar con un tamaño de solo 65x65x9 mm (2.5 × 2.5 × 0.3 pulgadas) y lo ha publicado en la revista “International Hydrogen Energy”.