Polímeros de precisión: una llave para el almacenamiento de energía en baterías sostenibles

• Autores: Francisco Javier Rivera Gálvez
• Localización: Revista de plásticos modernos: Ciencia y tecnología de polímeros, ISSN 0034-8708, Vol. 121, Nº. 767, 2021 (Ejemplar dedicado a: Polímeros y energía)
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    La creciente incorporación de las fuentes de energía renovable intermitente a la red eléctrica requiere el desarrollo de baterías más eficientes para almacenar una cantidad masiva de energía y con ello, la necesidad de desarrollar la química en su interior hacia sistemas de energía de almacenamiento más eficientes, seguros y de bajo costo. Los dos tipos de baterías comerciales con mayor desarrollo son: las baterías de ion litio y las baterías de flujo redox. En ambos sistemas existen altos costes debido a los precios de producción de los materiales y a su baja disponibilidad global. Por tanto, la búsqueda de componentes más abundantes y económicos basados en polímeros orgánicos u organometálicos tiene como ventajas la disminución de costes de fabricación, operación y un bajo impacto con el medio ambiente. En este sentido, el diseño de polímeros de precisión electroquímicamente activos con estructuras bien definidas y autoorganizadas para su implementación como materiales de electrodo y electrolito son una opción atractiva para incrementar la capacidad de almacenamiento de energía y conseguir un mayor margen de diseño en la fabricación de las baterías. Para alcanzar este objetivo, las estrategias de secuenciación usadas en la formación de polímeros de precisión son claves para el diseño y las propiedades de estos nuevos materiales sostenibles, que no solo se adaptarán convenientemente a las distintas necesidades derivadas de las aplicaciones sino también a la reducción de las emisiones de carbono. Además, el empleo de materiales poliméricos sostenibles con unas prestaciones superiores permitirá alcanzar una sociedad futura libre de emisiones de carbono, reduciendo el impacto del cambio climático sobre la tierra, así como una mejora en las condiciones de salud de sus habitantes por la disminución de agentes contaminantes en la atmosfera

  • English

    The increasing incorporation of intermittent renewable energy sources to the electrical grid requires the development of more efficient batteries to store large amounts of energy and with it, the necessity of develop the chemistry inside towards a more efficient, safe and low-cost energy storage systems. The two types of commercial batteries with more development are: lithium-ion batteries and redox flow batteries. In both systems there are high costs due to the production prices of materials and their low global availability. Therefore, the search for more abundant and economical components based on organic or organometallic polymers have as advantages the reduction of manufacturing and operating costs as well as a low environmental impact. In this sense, the design of electrochemically active precision polymers with well-defined and self-organizing structures for their use as electrode and electrolyte materials are an attractive option to increase the energy storage capacity and achieve a greater design margin in the battery manufacturing. To achieve this aim, the sequencing strategies used in the formation of precision polymers are the key to the design properties of these new sustainable materials, which will not only be conveniently adapted to the distinct necessities derived from the applications but also to the reduction of carbon emissions. In addition, the use of sustainable polymeric materials with superior benefits will allow to achieve a future society free of carbon emissions, decreasing the impact of climate change on the earth, as well as an improvement in the health conditions of its inhabitants due to the reduction of pollutants in the atmosphere