Baterías de flujo con polímeros Redox

• Paula Navalpotro ; Nagaraj Patil ^[1] ; Rebeca Marcilla
  1. [1] Instituto IMDEA. Madrid
• 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 intermitencia de las energías renovables provoca la necesidad de disponer de sistemas de almacenamiento de energía. Las baterías sobresalen entre los distintos tipos de sistemas por ser eficientes y modulares. Dentro de la amplia gama de baterías existentes las baterías de flujo se presentan como idóneas para dicha aplicación por la posibilidad de desacoplar energía y potencia. Sin embargo, las baterías de flujo redox actuales presentan algunos inconvenientes relacionados principalmente con el coste y funcionamiento de algunos de sus componentes como son la membrana separadora y los electrolitos. Por un lado, las costosas membranas utilizadas están basadas en Nafion y no impiden totalmente la migración de las especies activas de un electrolito a otro. Por otro lado, los electrolitos están basados en disoluciones acuosas ácidas de especies activas metálicas de vanadio que son caras, escasas y en algunos casos tóxicas. Por ello, la comunidad científica está buscando alternativas al uso de estas membranas y especies activas. Una de las estrategias estudiadas es la sustitución de las especies activas metálicas por polímeros con actividad redox. El uso de estos polímeros presenta varias ventajas ya que permitiría la sustitución de las membranas selectivas por sencillos separadores porosos y la eliminación de materiales activos basados en metales por materiales orgánicos, baratos, abundantes y respetuosos con el medio ambiente. A este respecto, se están estudiando dos líneas diferentes: el desarrollo de redox solubles e insolubles. En este artículo se discuten los retos y avances conseguidos de los diferentes ejemplos publicados, así como las perspectivas de futuro de las baterías de flujo basadas en polímeros redox

  • English

    The intermittency of renewable energies causes the need for energy storage systems. Batteries stand out among the different types of systems for being efficient and modular. Within the wide range of existing batteries, flow batteries are presented as suitable for said application due to the possibility of decoupling energy and power. However, redox flow batteries have some drawbacks mainly related to the cost and operation of some of their components such as the separators (membrane) and electrolytes. On the one hand, the expensive membranes used are based on Nafion and do not totally prevent the migration of the active species from one electrolyte to another. On the other hand, electrolytes are based on acidic aqueous solutions of active metallic vanadium species that are scarce and, in some cases, toxic. Therefore, the scientific community is looking for alternatives to the use of these membranes and active species. One of the studied strategies is the substitution of active metallic species by polymers with redox activity. The use of these polymers has several advantages since it will allow the replacement of selective membranes by simple porous separators and the elimination of active materials based on metals by organic-based materials that are cheap, abundant and environmentally friendly. In this regard, two different lines are being studied: the development of soluble and insoluble redox polymers. This article discusses the challenges and advances achieved in the different published examples, as well as the future prospects of flow batteries based on redox polymers