Las baterías de flujo que se calientan solas para rendir en frío extremo
Un estudio internacional demuestra que las baterías de flujo de vanadio pueden "autoclimatizarse" para mantener su capacidad incluso en climas fríos. El modelo desarrollado predice con gran precisión su comportamiento en condiciones adversas. Una innovación clave para el futuro de las redes renovables
El trabajo conjunto entre el Skoltech (Skolkovo Institute of Science and Technology) Universidad de posgrado e investigación ubicada en Moscú, el Harbin Institute of Technology (HIT) Universidad pública situada en Harbin, China, y el MIPT (Moscow Institute of Physics and Technology) una de las universidades más reconocidas de Rusia en ciencias físicas y matemáticas, han dado forma aun proyecto que ha desarrollado un modelo matemático que explica cómo las baterías de flujo de vanadio a gran escala pueden mantener una operación estable incluso en climas fríos.
Este descubrimiento abre las puertas a sistemas de almacenamiento estacionarios más fiables, capaces de integrarse en redes eléctricas que dependen cada vez más de fuentes renovables intermitentes como la solar y la eólica.
El reto al que se enfrentan estas baterías en bajas temperaturas está en su electrolito líquido, que se vuelve más viscoso, ralentiza la circulación y reduce la capacidad de almacenamiento. Para resolverlo, los científicos han demostrado que las baterías son capaces de autoclimatizarse durante su trabajo, generando calor bajo condiciones de alta carga para contrarrestar esa pérdida de rendimiento.
Las pruebas realizadas en sistemas de 9 kW y 35 kW mostraron que, con corrientes superiores a 95 mA/cm², la temperatura del electrolito puede subir más de 15°C en apenas 10 ciclos de carga y descarga, lo que estabiliza tanto el flujo como la capacidad. Este mecanismo de auto-calentamiento permite que las baterías mantengan un funcionamiento estable incluso bajo bajas temperaturas ambientales. Algo clave en instalaciones renovables situadas en climas con temperaturas extremas.
El modelo creado tiene en cuenta propiedades dependientes de la temperatura, como la viscosidad del electrolito, y permite predecir parámetros clave como tensión, concentraciones iónicas, temperatura y potencia. Su precisión ha sido validada con un margen de error inferior al 1%.
Los investigadores identificaron además dos estrategias de operación en frío. En el modo de potencia constante de bomba, el electrolito se calienta de manera natural tras varios ciclos, aunque inicialmente se sacrifica capacidad. En el modo de caudal constante, las bombas trabajan más duro para mantener el flujo, lo que supone pérdidas iniciales de hasta un 10%, pero conserva la capacidad máxima desde el inicio.
Estos avances no solo mejoran la eficiencia de las baterías en entornos adversos, sino que también ayudan a prevenir desgastes prematuros y fallos del sistema, garantizando una mayor durabilidad y fiabilidad. Una tecnología que puede ser crucial en la transición energética, ya que las baterías de flujo de vanadio están llamadas a jugar un papel central en las redes modernas, asegurando estabilidad frente a la variabilidad de las energías renovables.
Fuente | Skoltech
