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TED2021-132707B-I00

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CELDA ELECTROLITICA DE FLUJO SIN MEMBRANA PARA ALMACENAJE A LARGA ESCALA BASADA...
CELDA ELECTROLITICA DE FLUJO SIN MEMBRANA PARA ALMACENAJE A LARGA ESCALA BASADA EN QUIMICA SOSTENIBLE LA COMBUSTION DE COMBUSTIBLES FOSILES HA SIDO IDENTIFICADA COMO LA PRINCIPAL CAUSA DEL INCIPIENTE EFECTO INVERNADERO GLOBAL. LA TRANSICION A UN SISTEMA DE ENERGIA LIBRE DE CARBONO REQUIERE UNA ENORME CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE... LA COMBUSTION DE COMBUSTIBLES FOSILES HA SIDO IDENTIFICADA COMO LA PRINCIPAL CAUSA DEL INCIPIENTE EFECTO INVERNADERO GLOBAL. LA TRANSICION A UN SISTEMA DE ENERGIA LIBRE DE CARBONO REQUIERE UNA ENORME CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE ENERGIA PARA ADAPTAR LA FLUCTUANTE PRODUCCION RENOVABLE A PARTIR DE VIENTO Y SOL A LA DEMANDA EXISTENTE. LAS ACTUALES TECNOLOGIAS DE ALMACENAMIENTO ELECTROQUIMICO QUE TECNICAMENTE SERIAN CAPACES DE SATISFACER DICHA OPERACION, COMO LAS BATERIAS DE IONES DE LITIO Y LAS BATERIAS DE FLUJO REDOX DE VANADIO, SE BASAN EN ELEMENTOS DEMASIADO ESCASOS PARA SATISFACER LA IMPLANTACION A LA ESCALA NECESARIA.LAS BATERIAS DE ZINC HAN SURGIDO EN LA ULTIMA DECADA COMO UN CANDIDATO ADECUADO PARA ESTE DESAFIO. UN GRAN NUMERO DE GRUPOS DE INVESTIGACION HA PUBLICADO OBSERVACIONES DE ALTA POTENCIA, DENSIDAD DE ENERGIA Y CICLABILIDAD EN LAS LLAMADAS BATERIAS DE IONES DE ZINC, UTILIZANDO CATODOS DE INTERCALACION COMO MNO2, ELECTROLITOS ACUOSOS NEUTROS Y ZINC METALICO COMO ANODOS. EL PRECIO Y LA DISPONIBILIDAD DEL ZN Y LOS OTROS COMPONENTES INVOLUCRADOS EN EL SISTEMA, ASI COMO LOS ELECTROLITOS ACUOSOS, SEGUROS Y BENIGNOS PARA EL MEDIO AMBIENTE HAN CREADO UNA GRAN EXPECTATIVA EN TORNO A ESTE SISTEMA. SIN EMBARGO, LAS CONDICIONES EXPERIMENTALES QUE SE APLICAN A MENUDO TIENDEN A ENMASCARAR LAS DESVIACIONES DE LA REVERSIBILIDAD IDEAL.MIENTRAS TANTO, ALGUNOS GRUPOS HAN DEMOSTRADO RECIENTEMENTE CELDAS DE FLUJO DONDE EL MN(IV) SE REDUCE AUN MAS A MN(II) SOLUBLE, CON UNA REACCION ELECTROLITICA DE DOS ELECTRONES. INCLUSO ES POSIBLE COMENZAR SOLO CON ELECTRODOS DE CARBON POROSO, SIN MATERIAL ACTIVO DEPOSITADO EN LA CELDA, Y DEPOSITAR ZN Y MNO2 DURANTE LA CARGA DESDE UNA SOLUCION DE CATIONES ZN2+ Y MN2+, CON ALTO VOLTAJE, DENSIDAD DE ENERGIA Y VELOCIDAD DE CARGA. EL USO DE UN SOLO COMPARTIMIENTO DE ELECTROLITO EN UNA BATERIA DE FLUJO EVITA LA MEMBRANA SELECTIVA DE IONES, LO QUE IMPLICA UNA IMPORTANTE MEJORA EN EL COSTE Y FIABILIDAD.SIN EMBARGO, EL MECANISMO DE REACCION ES COMPLEJO Y POCO ESTUDIADO. PARECE QUE LAS REACCIONES SECUNDARIAS TODAVIA PUEDEN ESTAR PRESENTES, PERO LO SUFICIENTEMENTE LIMITADAS COMO PARA QUE EL USO PRACTICO EN CIERTAS CONDICIONES PUEDA SER VIABLE. UNA COMBINACION DE REACCIONES INTERDEPENDIENTES DE INTERCALACION, PRECIPITACION Y DISOLUCION DESENCADENADAS POR EL PH LOCAL GOBIERNA EL MECANISMO PRINCIPAL, MIENTRAS QUE LA CORROSION, LA PASIVACION Y LAS DENDRITAS DE ZN SE CONSIDERAN ENTRE LAS PRINCIPALES REACCIONES SECUNDARIAS.EN ESTE PROYECTO PROPONEMOS EL USO DE TECNICAS AVANZADAS Y EL DESARROLLO DE EXPERIMENTOS PARA ACCEDER AL ESTADO DE LOS ELEMENTOS CLAVE (COMO ZN, MN Y O) Y DETERMINAR LAS ESPECIES QUIMICAS INVOLUCRADAS. ESTO PERMITIRA COMPARAR LOS MECANISMOS DE PROCESOS PRINCIPALES Y NO DESEADOS EN FUNCION DE VARIOS PARAMETROS EXPERIMENTALES: EL CATODO, EL ELECTROLITO, LAS CONDICIONES ELECTROQUIMICA IMPUESTAS. MEDIANTE EL USO DE ABSORCION DE RAYOS X, ESPECTROSCOPIA RAMAN Y OTRAS TECNICAS ANALITICAS, PREFERENTEMENTE OPERANDO, PRETENDEMOS ACCEDER A LA QUIMICA LOCAL QUE RIGE ESTAS REACCIONES. PRETNDEMOS USAR ESTA INFORMACION EN EL DISEÑO DE UNA BATERIA DE FLUJO ZN-MNO2 QUE SEA EFICIENTE, ESCALABLE, SOSTENIBLE, FIABLE Y DE BAJO COSTE. BSORCION DE RAYOS X\BATERIAS AQUOSAS\BATERIAS ZINC-ION\MEDIDAS OPERANDO\MICROSCOPIA ver más
01/01/2021
CSIC
178K€
Perfil tecnológico estimado

Línea de financiación: concedida

El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2021-01-01
Presupuesto El presupuesto total del proyecto asciende a 178K€
Líder del proyecto
AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGA... No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.
Perfil tecnológico TRL 2-3 552M