Investigadores del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad Linköping (Suecia) han desarrollado una batería orgánica de un tipo conocido como batería de flujo redox. Posee una gran capacidad, que se puede utilizar para almacenar energía de turbinas eólicas y células solares, y como cargador portátil para vehículos eléctricos.
Las baterías de flujo redox son baterías estacionarias en las que la energía se encuentra en el electrolito, fuera de la propia celda, como en una celda de combustible. A menudo se comercializan con el prefijo ‘eco’, ya que ofrecen la posibilidad de almacenar el exceso de energía procedente, por ejemplo, del sol y el viento; y parece ser posible recargarlas un número ilimitado de veces. Sin embargo, frecuentemente contienen vanadio, un metal escaso y caro; y el electrolito en el que se almacena la energía en una de estas baterías puede ser a base de agua, lo que hace que su uso sea seguro, pero da como resultado una menor densidad de energía.
Mikhail Vagin, ingeniero principal de la investigación, junto con sus compañeros del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad Linköping, ha producido con éxito no solo un electrolito a base de agua, sino también electrodos de material orgánico, lo que aumenta considerablemente la densidad de energía. De esta manera, es posible fabricar baterías de flujo redox completamente orgánicas para el almacenamiento de energía solar y eólica, así como para compensar la variación de carga en la red de suministro eléctrico.
Moléculas de quinona extraídas de materiales forestales
Los investigadores han utilizado el polímero conductor PEDOT para los electrodos, que se han preparado para transportar iones positivos (cationes) o iones negativos (aniones). El electrolito a base de agua que han desarrollado consiste en una solución de moléculas de quinona que pueden extraerse de materiales forestales.
De acuerdo con Viktor Gueskine, también ingeniero principal de la investigación y coautor del artículo sobre el tema publicado en Advanced Functional Materials, “resulta que son altamente compatibles entre sí”. Esto significa que los electrodos PEDOT ayudan a las moléculas de quinona a cambiar entre su estado oxidado y reducido, y de esta manera, crear un flujo de protones y electrones.
Aunque las baterías orgánicas de flujo redox poseen una menor densidad de energía que las que contienen vanadio, son más económicas, reciclables, seguras y adecuadas para almacenar energía y compensar las variaciones de carga en la red de suministro eléctrico.