La catálisis dinámica homogénea permite baterías acuosas orgánicas redóxicas estables y eficientes

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Se buscan moléculas orgánicas para baterías de flujo redox (RFB), pero se enfrentan a desafíos en densidad de energía y estabilidad.
• El desarrollo de moléculas estables y asequibles es crucial para el almacenamiento de energía a escala de red.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una molécula activa orgánica estable y asequible para RFB de larga vida.
• Mejorar la cinética y el rendimiento de los compuestos organosulfurados en RFB.

Principales métodos:

• Se utilizó un RSSR de bajo costo a escala industrial (disulfuro de sulfopropilo de sodio) como anolito.
• Se aplicó una catálisis dinámica homogénea utilizando selenio elemental para acelerar la cinética redox.
• Barreras de energía de activación electroquímica investigadas y métricas de rendimiento de la batería.

Principales resultados:

• Se redujo la barrera de energía de activación electroquímica de RSSR en más de un tercio (de 38,8 a <25 kcal mol-1).
• Se obtiene una alta densidad energética (53 Wh L-1 anolítico), una alta eficiencia energética (74,5%) y una eficiencia de Coulomb excepcional (> 99,97%).
• Vida útil del ciclo ultrarrápido demostrado: 134,7 días (0,25 M RSSR) y 113,9 días (1,1 M RSSR) con una disminución mínima de la capacidad.

Conclusiones:

• El RFB de organosulfuro acuoso (OSRFB) desarrollado muestra un potencial significativo para el almacenamiento de energía de duración ultralarga.
• La catálisis dinámica mejora efectivamente el rendimiento de los anólitos organosulfurados.
• El sistema ofrece una solución prometedora y rentable para las aplicaciones de almacenamiento de energía de la red.