Optimizando el rendimiento de las baterías de plomo-aire a través de ánodos de espuma abierta innovadores
Autores: Hassein-Bey, Amel Hind; Belhadj, Abd-Elmouneïm; Toumi, Selma; Tahraoui, Hichem; Kebir, Mohammed; Amrane, Abdeltif; Chebli, Derradji; Bouguettoucha, Abdallah; Zamouche, Meriem; Zhang, Jie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimizando el rendimiento de las baterías de plomo-aire a través de ánodos de espuma abierta innovadores
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Tecnologías de almacenamiento de energía sostenible
Energías renovables
Baterías de metal-aire
Tecnología de baterías de plomo-ácido
Espuma de celda abierta
Aleación de plomo antimonioso
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
En el dinámico ámbito de las tecnologías de almacenamiento de energía sostenible, el panorama de investigación global presenta una multitud de desafíos científicos y económicos. El crecimiento errático de las energías renovables junto con la eliminación gradual de las plantas de energía convencionales plantea un obstáculo significativo para mantener un equilibrio estable entre la oferta y la demanda de energía. En consecuencia, las soluciones de almacenamiento de energía desempeñan un papel fundamental en la mitigación de fluctuaciones sustanciales en la demanda. Las baterías de metal-aire, distinguidas por su superior densidad de energía y un perfil de seguridad mejorado en comparación con otros dispositivos de almacenamiento, emergen como soluciones prometedoras. Aprovechando la tecnología de baterías de plomo-ácido bien establecida, este estudio introduce un enfoque novedoso que utiliza espuma de celda abierta fabricada a través del proceso de replicación de sal en exceso como ánodo para celdas de batería de plomo-aire. Esta innovación no solo conserva plomo, sino que también reduce el peso de la batería. Al emplear una aleación de plomo antimonioso al 25%, se fabricaron espumas de celda abierta con diámetros que varían de 2 mm a 5 mm para la batería de plomo-aire antimonioso. Los hallazgos preliminares sugieren que la conductividad eléctrica efectiva de las celdas de batería primarias, medida experimentalmente, supera a la de las celdas compuestas por la misma aleación de plomo antimonioso densa y no porosa. Esta mejora se atribuye principalmente a su extensa área de superficie específica, que facilita las reacciones de oxidación-reducción. Se establece una correlación entre la conductividad eléctrica efectiva y el diámetro de la celda, indicando que la conductividad óptima se logra con un diámetro de celda de 5 mm. Estos resultados subrayan la viabilidad de implementar tal sistema eléctrico.
Descripción
En el dinámico ámbito de las tecnologías de almacenamiento de energía sostenible, el panorama de investigación global presenta una multitud de desafíos científicos y económicos. El crecimiento errático de las energías renovables junto con la eliminación gradual de las plantas de energía convencionales plantea un obstáculo significativo para mantener un equilibrio estable entre la oferta y la demanda de energía. En consecuencia, las soluciones de almacenamiento de energía desempeñan un papel fundamental en la mitigación de fluctuaciones sustanciales en la demanda. Las baterías de metal-aire, distinguidas por su superior densidad de energía y un perfil de seguridad mejorado en comparación con otros dispositivos de almacenamiento, emergen como soluciones prometedoras. Aprovechando la tecnología de baterías de plomo-ácido bien establecida, este estudio introduce un enfoque novedoso que utiliza espuma de celda abierta fabricada a través del proceso de replicación de sal en exceso como ánodo para celdas de batería de plomo-aire. Esta innovación no solo conserva plomo, sino que también reduce el peso de la batería. Al emplear una aleación de plomo antimonioso al 25%, se fabricaron espumas de celda abierta con diámetros que varían de 2 mm a 5 mm para la batería de plomo-aire antimonioso. Los hallazgos preliminares sugieren que la conductividad eléctrica efectiva de las celdas de batería primarias, medida experimentalmente, supera a la de las celdas compuestas por la misma aleación de plomo antimonioso densa y no porosa. Esta mejora se atribuye principalmente a su extensa área de superficie específica, que facilita las reacciones de oxidación-reducción. Se establece una correlación entre la conductividad eléctrica efectiva y el diámetro de la celda, indicando que la conductividad óptima se logra con un diámetro de celda de 5 mm. Estos resultados subrayan la viabilidad de implementar tal sistema eléctrico.