Baterías de flujo de protones. Un híbrido entre baterías y pilas de combustible

Los que no se decantan por el hidrógeno ni por las baterías tienen una nueva opción por la que apostar, las baterías de flujo de protones. Almacenar energía generando hidrógeno en una batería de protones. Un nuevo concepto que pretende sacar lo mejor de las baterías electroquímicas y de las pilas de combustible.

Según sus creadores el sistema es seguro, ya que genera el hidrógeno in situ y lo almacena en forma solida hasta que se requiere a la batería la electricidad que se ha utilizado para generarlo, necesitando tan solo agua en el proceso.

La universidad australiana RMIT ha presentado un nuevo concepto de batería basado en el almacenamiento de protones (hidrógeno) producidos por la separación de los átomos de la molécula de agua. Una pila de combustible reversible que almacena los protones en un electrodo sólido. Una batería que requiere un suministro de agua y que expulsa aire al descargarse, el sistema se llama “batería de flujo de protones”.

La batería de flujo de protones elimina la necesidad de  producir, almacenar y distribuir el hidrógeno. Durante la recarga se utiliza electricidad para generar protones a partir de la separación del agua, estos son directamente combinados con electrones y partículas metálicas en un electrodo de la celda de combustible. El nuevo concepto integra un electrodo de un hidruro metálico y una membrana de intercambio de protones de nafión en una celda de combustible reversible. 

Para recuperar la energía eléctrica el proceso se invierte, pasando las baterías de flujo de protones a funcionar a modo de pila de combustible. Combinando el hidrogeno con oxígeno del aire se forma agua y se liberan electrones.

Sus creadores, que han publicados los resultados en la revista International Journal of Hydrogen Energy, descubrieron que, en principio, la eficiencia energética de este tipo de batería podría ser tan alta como la de una batería de ion litio, mientras que puede almacenar más energía por peso y por unidad de volumen.

Los autores de este trabajo apuntan que “se ha medido que su capacidad de almacenar hidrógeno es de un 0,6%, y posteriormente la cantidad de hidrógeno recuperado al hacer funcionar la batería en modo celda de combustible es ligeramente inferior. Este resultado indica que es técnicamente posible hacer funcionar el sistema como una batería de flujo de protones, ahora es necesario mejorar la capacidad de almacenaje y la reversibilidad.”

Las baterías de flujo de protones combinan lo mejor de la pila de hidrógeno y lo mejor de las baterías electroquímicas. «Utilizar protones para hacer funcionar las baterías es mucho más barato que utilizar litio, que además de ser escaso tiene que ser extraído en forma de mineral y purificado. El hidrógeno tiene un gran potencial como fuente limpia de energía y esta investigación adelanta la posibilidad de darle un uso en electrónica de consumo, almacenamiento en red o vehículos eléctricos.»

Fuente | RMIT