Diseñan baterías de flujo de bajo costo, a partir de compuestos orgánicos

Conferencia de Mariano Sánchez Castellanos dentro del ciclo Nuevos Profesores de Tiempo Completo de la FQ

Un grupo de investigación de la Facultad de Química trabaja en el desarrollo de novedosas baterías de flujo a partir de compuestos orgánicos, las cuales tienen alta eficiencia energética y vida útil, además de un diseño flexible, rápido tiempo de respuesta, tolerancia a la sobrecarga y al exceso de descarga, así como bajos costos de mantenimiento.

Este grupo es encabezado por Mariano Sánchez Castellanos, académico del Departamento de Física y Química Teórica de la FQ, quien refirió que las baterías de flujo se construyen a partir de depósitos que contienen electrolitos y en ellas también se tiene un sistema de bombas para recircular los flujos de líquidos, así como electrodos de carbono y una membrana en el centro, en la cual circulan iones.

Al participar el 19 de marzo en el ciclo de conferencias de los Nuevos Profesores de Tiempo Completo de la Facultad de Química, donde ofreció la videoconferencia Química de las baterías de flujo acuosas y caracterización de sistemas quirales mediante dicroísmo circular vibracional, señaló que las baterías de flujo son recargables, donde la recarga es proporcionada por dos componentes químicos, disueltos en líquidos contenidos dentro del sistema y separados por una membrana. En este caso, ofrecen una alternativa de almacenamiento de energía cuando haya excedentes y puede utilizarse cuando no haya producción.

Recordó que esta línea surge de la participación de la FQ en la investigación Innovación en almacenamiento y conversión de energía: baterías de flujo de bajo costo (de materiales electroactivos, orgánicos y de electrodiálisis con membrana bipolar) y celdas de combustible (de membrana aniónica), la cual forma parte de los proyectos impulsados por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y la Secretaría de Energía (Sener). Asimismo, las pruebas de mediana escala se realizan en el INstituto Nacional de electricidad y energías Limpias (INEEL).

Indicó que las energías limpias o verdes, como la eólica, solar, geotérmica o hidroeléctrica, producen un mínimo impacto ambiental; sin embargo, aún tienen el problema de ser intermitentes, es decir, no tienen una producción constante y por ello surge la necesidad del uso de este tipo de almacenamiento.

En la actualidad, añadió Mariano Sánchez, en el mercado existe una batería de flujo de vanadio, la cual tiene la desventaja de ser costosa y además no es tan eficiente. Se busca que se puedan utilizar compuestos orgánicos para sustituir el vanadio, “pues los electrolitos orgánicos pueden reducir los costos de la batería, son sistemas amigables con el ambiente, son abundantes y fácilmente modificables”, expuso. 

En la FQ, añadió, se ha conformado un grupo de trabajo en Química Teórica, el cual busca estimar teóricamente la química de esos electrolitos orgánicos, que podrían usarse en baterías de flujo de bajo costo, en el sentido de su solubilidad, su potencial de oxidaciónreducción y su estabilidad química y electroquímica.

“Se sintetizan los candidatos propuestos en una primera etapa y se realiza su caracterización electroquímica. La Facultad de Química cuenta con la infraestructura necesaria para realizar pruebas en baterías; de manera simultánea la Facultad provee los electrolitos orgánicos que se están probando en una escala mediana”, detalló.

Las baterías de flujo, indicó también el universitario, cada vez cobrarán mayor relevancia, pues la tendencia mundial va en el sentido de una mayor utilización de las energías limpias o verdes. 

Mariano Sánchez también habló sobre otra de sus líneas de investigación, la cual está enfocada a la caracterización de sistemas quirales, mediante la técnica de dicroísmo circular vibracional.

El dicroísmo, explicó, se suele conocer como una propiedad de ciertos materiales capaces de dividir un haz de luz policromática en diversos haces monocromáticos con distintas longitudes de onda, y también de aquellos materiales que, al recibir un rayo luminoso con diferentes planos de polarización, absorben en distinta proporción cada uno de ellos tras la reflexión.

“Formalmente, el dicroísmo circular vibracional se define así como la diferencia entre la absorbancia de la luz circularmente polarizada a la izquierda menos la de la derecha, por una molécula en una transición vibracional”, señaló.

En esta línea, Mariano Sánchez trabaja en la elaboración de un software amigable para el cálculo del espectro del dicroísmo circular vibracional, así como en el estudio de interacciones moleculares mediante la técnica de dicroísmo circular vibracional.

Esta videoconferencia fue organizada por la Secretaría Académica de Investigación y Posgrado (SAIP) de la FQ; moderada por su titular, Miguel Costas Basín, y transmitida por las redes sociales oficiales de la Facultad de Química en Facebook y YouTube.

Khalid Alfredo Hernández Páez

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