Baterías de flujo: ¿Qué son y cómo funcionan?

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El almacenamiento de electricidad es el gran reto energético que tenemos por delante. Sin embargo, opciones como la batería de flujo pueden ser la respuesta que buscamos.

¿Qué son las baterías de flujo? ¿Cómo funciona este sistema? Te contamos todo sobre ellas y por qué se dice que pueden ser la gran esperanza energética, especialmente de cara a las renovables.

¿Qué es una batería de flujo?

Es un tipo de batería que almacena la energía en electrolitos líquidos

Esta es la principal diferencia respecto a las tradicionales baterías de estado sólido, como son las de ion-litio, tan habituales en ordenadores y teléfonos.

¿Cómo funciona una batería de flujo?

Una batería de flujo es un dispositivo de conversión electroquímica, que aprovecha las diferencias de energía en los distintos estados de oxidación de los componentes químicos que incluye

Estos componentes pueden ser vanadio (el más común) o zinc-bromuro, por ejemplo.

Las baterías de flujo son de 3 tipos principales:

  • Redox. Las más comunes, cuyo nombre viene de su principio de funcionamiento (reducción / oxidación).
  • Híbridas, porque tienen una transición entre líquido y sólido. 
  • Sin membrana, que no requiere una separación de los electrolitos, como pasa en el resto de baterías.

En una batería redox de vanadio, un tanque contiene una mezcla llamada V5/V4, y el otro una V2+/V3+. Durante la descarga, la mitad negativa V2+ se oxida (de ahí el término de oxidación en redox) a V3+ y se liberan electrones en ese proceso, los cuales pueden alimentar aparatos eléctricos.

En la parte positiva, la mezcla V5 se reduce a V4 (de ahí el término de reducción en redox) en forma de VO2+. Iones positivos de Hidrógeno pasan a través de la membrana y mantienen el equilibrio de carga.

Si cargamos la batería, el proceso químico es el contrario.

¿Qué ventajas tienen las baterías de flujo?

Los proponentes de las baterías de flujo alegan que son superiores a las de estado sólido debido a estas ventajas:

  • Se degradan mucho menos con el uso y prácticamente nada con el tiempo.
  • Mayor capacidad energética. Lo que las hace aptas para alimentar prácticamente todo lo que sea eléctrico, sin importar su tamaño.
  • Más seguras. Empezando porque las baterías de flujo tienen menos riesgo de incendio. Además, se pueden vaciar completamente sin comprometer el estado de las baterías (algo que no ocurre en las de estado sólido) lo que hace que operar con ellas sea también más seguro.
  • Más precisas. En cuanto a medir y poder operar en diferentes rangos de potencia.
  • Fácilmente escalables. Es decir, que si necesitas más energía, puedes poner una batería de flujo más grande, algo que no es difícil de fabricar.

¿Por qué se dice que las baterías de flujo son el posible futuro de la energía renovable?

Las baterías de flujo, por su naturaleza y funcionamiento, tienden a ser más grandes que las de estado sólido. Estas últimas son más versátiles en tamaño y pueden meterse en un teléfono o tomar forma de pila. Eso las convierte en ideales para pequeños aparatos.

Las baterías de flujo, sin embargo, están llamadas a alimentar la gran electrificación, porque su capacidad energética puede hacer funcionar toda una instalación o un vehículo enorme.

Por eso se dice que son el futuro de las renovables.

Muchas energías limpias son intermitentes, con lo que, en caso de no disponer de sol por la noche, una batería de flujo lo bastante grande puede mantener funcionando incluso una fábrica.

Además, su potencia la hace ideal para la electrificación de los grandes vehículos, como aviones o barcos, que son la gran asignatura pendiente.

¿Por qué las baterías de flujo no están más extendidas?

Lo cierto es que, a día de hoy, las baterías de flujo siguen siendo minoritarias (menos de un 10%) respecto a las sólidas tradicionales.

Los principales motivos son el coste y el estado tecnológico.

Las baterías de flujo incluyen caros fluidos corrosivos o tóxicos y los costes son elevados todavía. Sin embargo, el interés por las baterías de flujo se ha revitalizado y se están investigando nuevos materiales exóticos que venzan estas limitaciones.

La capacidad de alimentar enormes dispositivos y estructuras está en el punto de mira para poder realizar la tan deseada gran electrificación en todo.

La historia de las baterías de flujo

Aunque parezcan algo novedoso, las baterías de flujo tienen un origen fascinante y son muy antiguas

En 1884, Charles Renard usó por primera vez una enorme batería de flujo de más de 450 kilos para propulsar el gigantesco dirigible La France.

En los años 50 y 70 se realizaron avances a la hora de almacenar energía en líquidos. De hecho, la NASA produjo la primera batería de flujo redox de hierro y cromo. ¿Su objetivo? Dar energía a una futura base lunar.

Aunque esa base sigue sin construir, en los 80 se crearon las baterías de flujo de vanadio, las más extendidas hoy.

La esperanza es que, con estas baterías de flujo, por fin podamos almacenar la electricidad necesaria e impulsar al mundo de manera limpia sin restricciones.

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