Batería de líquido de azufre alcalino
La batería de líquido de azufre alcalino ( SLIQ ) es una batería líquida que consta de un solo líquido recargable y una tecnología que se puede utilizar para el almacenamiento en la red . Este es un concepto interesante debido a la simplicidad, el bajo costo, la durabilidad, la estabilidad térmica (sin fugas térmicas ), la baja huella de carbono , la eliminación de la necesidad de minerales de tierras raras para el almacenamiento y su aplicabilidad a los sistemas de transporte . La especialidad de esta batería es el hecho de que los electrolitos internos y el catolito se refrescan continuamente, lo que hace que la vida útil sea muy larga. Esta tecnología de almacenamiento tiene un bajohuella de carbono por kWh de medio de almacenamiento de energía y el objetivo final de los inventores es reducir aún más la huella de carbono. El Departamento de Energía Empresarial y Estrategia Industrial del Reino Unido (BEIS) identificó una empresa que instaló con éxito un prototipo de este tipo en el año 2013. Un informe de BEIS [3] describe esta tecnología como una nueva tecnología de batería de flujo de bajo costo y larga duración. y fácilmente escalable. Se puede utilizar para el almacenamiento a muy largo plazo de forma económica y sostenible.
Una de las posibilidades más prometedoras para mejorar el almacenamiento de energía de la batería es utilizar azufre como electrodo positivo. Las baterías de litio-azufre son una solución tentadora debido a que el azufre tiene una alta capacidad teórica (1675 mAh g-1), además de ser no tóxico, abundante y de muy bajo costo. La reacción de descarga en una celda de litio-azufre, cuando se utiliza azufre elemental como electrodo positivo, se puede escribir en su forma simplificada a continuación:
En realidad, las reacciones que tienen lugar son mucho más complicadas y ocurren a través de varios intermediarios, conocidos colectivamente como polisulfuros. Para que se produzcan las reacciones de carga o descarga, el carbono debe estar presente como colector de corriente catalítica, permitiendo el paso de los electrones. El carbono se utiliza como una interfase trifásica, lo que proporciona un sitio donde el azufre o los polisulfuros, los iones de litio y los electrones pueden interactuar en un solo paso. Esto aumenta enormemente la velocidad de reacción, lo que convierte a las celdas de litio-azufre en una posibilidad práctica, no solo teórica. Durante mucho tiempo, la naturaleza exacta de las reacciones intermedias durante la carga o descarga de la celda se dejó en la especulación, debido a la naturaleza altamente reactiva de los polisulfuros de litio. Esta alta reactividad hace que sea casi imposible realizar cualquier tipo de análisis en los sustratos, ya que inevitablemente se degradan en segundos. La batería SLIQ se parece mucho al perfil de voltaje y la capacidad gravimétrica de una celda de batería de azufre de litio. La batería SLIQ tiene cuatro etapas discretas durante la descarga. A continuación se muestra el diagrama de capacidad frente a voltaje de una batería SLIQ, que muestra claramente estas cuatro etapas discretas durante la descarga.
La primera etapa ocurre entre los voltajes de 2,4 V y 2,1 V, y la fuerte caída de voltaje contra la capacidad entre 2,3 V y 2,1 V representa la segunda etapa. La tercera etapa es una meseta de pendiente suave entre 2,1 V y 2,05 V antes de la segunda caída brusca que es la cuarta etapa, que ocurre entre 2,05 V y 1,5 V. Las reacciones que tienen lugar en cada etapa de la descarga se enumeran a continuación;
