Descubren el secreto mejor guardado del universo: lo invisible si se puede ver
Este método permite visualizar procesos internos en tiempo real, abriendo la puerta a baterías más eficientes y duraderas, clave para el futuro de las energías renovables.
Un equipo liderado por el científico Antoni Forner-Cuenca desarrolló una técnica que permite observar el funcionamiento interno de las baterías de flujo redox, un proceso invisible para nuestros ojos.
Esta metodología, basada en radiografías de neutrones, reveló lo que hasta ahora se consideraba una "caja negra", ofreciendo una visión sin precedentes de los procesos químicos que determinan el rendimiento de estos sistemas de almacenamiento de energía.
Las baterías de flujo redox son esenciales para el almacenamiento a gran escala, especialmente en aplicaciones relacionadas con energías renovables, como la solar y la eólica.
Sin embargo, comprender cómo funcionan en su interior fue un desafío debido a la dificultad de visualizar los fluidos y las interacciones químicas en tiempo real.
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Más allá de los rayos X: Neutrones, la nueva herramienta para entender las baterías
Tradicionalmente, los métodos de imagen como rayos X y resonancias magnéticas fueron insuficientes para captar los procesos que ocurren en el interior de las baterías.
El artículo, publicado en Nature Communications, demuestró que la utilización de neutrones permite observar el comportamiento de los elementos internos mientras la batería está en funcionamiento.
Forner-Cuenca, quien también es profesor en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), explicó por qué es importante este descubrimiento: "Con nuestro método, podemos hacer fotos y vídeos de los procesos dentro de la celda electroquímica, algo que nunca antes había sido posible".
Asimismo, este hallazgo prepara el camino para diseñar nuevos materiales que puedan mejorar su eficiencia y durabilidad.
El principio detrás de la técnica está en la capacidad de los neutrones para penetrar en la materia sin ser absorbidos por las nubes electrónicas que rodean a los átomos.
Esto permite observar las interacciones de moléculas que contienen hidrógeno o boro, elementos cruciales para el funcionamiento de las baterías.
Cómo esta técnica podría cambiar todo lo que sabemos
Este desarrollo, que utiliza radiografías de neutrones, promete revolucionar el campo del almacenamiento de energía y tiene una serie de futuras aplicaciones que podrían transformar diferentes tecnologías electroquímicas.
Eficiencia de baterías
La técnica permitirá un análisis en tiempo real de los procesos que ocurren dentro de las baterías de flujo, lo que ayudará a identificar áreas de mejora en su diseño.
La visualización de las concentraciones de líquidos y el comportamiento de los elementos químicos proporcionará datos cruciales para optimizar el rendimiento y la vida útil de estas baterías.
Nuevos materiales
La capacidad de observar la composición interna de las baterías permitirá el diseño de nuevos materiales que puedan mejorar la eficiencia energética. Por ejemplos, los científicos podrán experimentar con diferentes combinaciones de componentes, guiados por los datos obtenidos a través de esta técnica.
Energías renovables
Dado que las baterías de flujo se utilizan principalmente para el almacenamiento a gran escala en sistemas de energía solar y eólica, este hallazgo tiene el potencial de optimizar su uso en el almacenamiento de energía renovable.
Mejores baterías significarán una mayor capacidad para almacenar energía generada en picos de producción, haciendo que las fuentes renovables sean más viables.
Reactores químicos
La técnica de radiografías de neutrones no se limita a las baterías; también puede aplicarse en el desarrollo de reactores químicos. Esto podría tener un impacto en diversas industrias, desde la farmacéutica hasta la petroquímica.
Tecnologías electroquímicas
Más allá de las baterías de flujo, la técnica puede extenderse a otras tecnologías electroquímicas, como pilas de combustible y sistemas de electrolisis.