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Unidad de Procesos Electroquímicos (IMDEA Energía)

La Unidad de Procesos Electroquímicos (UPEQ) se dedica a la investigación y el desarrollo de sistemas de almacenamiento electroquímico de energía de alta eficiencia, tanto para acoplarlos a fuentes de energía renovable como para el transporte sostenible. En la unidad se busca mantener un equilibrio entre investigación fundamental e investigación aplicada que facilite, en primer lugar, la generación del conocimiento y, en segundo lugar, su transferencia al tejido industrial.

Las actividades de I+D relacionadas con baterías de flujo que desarrolla la UPEQ tienen dos líneas de actuación principales:

  • Baterías de flujo de bajo coste que incorporan electrolitos más económicos, o que no necesitan membrana separadora, o con diseños de bajo coste de fabricación; 
  • Baterías de flujo de alta densidad de energía que incorporan pares redox orgánicos en medios acuosos y no acuosos.

En ambos casos, las actividades desarrolladas por la UPEQ incluyen pruebas fundamentales de caracterización de electrodos y electrolitos en semicelda de laboratorio, pruebas en celda de flujo de laboratorio, en banco de ensayos y en planta piloto. Los tamaños de celda van desde 10 cm2 hasta 3600 cm2 de área geométrica de electrodo, en módulos entre 5 y 50 celdas.

Para más información consultar en energia.imdea.org

Proyectos destacados en activo:

  • Aprovechamiento Térmico de la Energía Solar de manera Gestionable, Eficiente y Modular en Sistemas de Alta Concentración (SOLGEMAC). Enero 2010 – Diciembre 2013. Proyecto con financiación Regional (Comunidad de Madrid), S2009/ENE-1617.
    El presente proyecto tiene por objeto sentar las bases científicas y tecnológicas que permitan abordar el desarrollo de nuevos sistemas de aprovechamiento térmico y químico de la energía solar concentrada de forma más eficiente, gestionable y modular. Para ello se focaliza la investigación en la búsqueda de opciones tecnológicas que permitan desarrollar una futura generación de centrales y sistemas termosolares que abran el abanico de aplicaciones a nuevos ciclos termodinámicos y máquinas térmicas más eficientes y a procesos químicos endotérmicos a alta temperatura. La mejora de la gestionabilidad se persigue a través del desarrollo de sistemas de almacenamiento termoquímico, producción y almacenamiento de hidrógeno y almacenamiento electroquímico en baterías de flujo.
  • Reactor Electroquímico Multiuso para aplicaciones energéticas y medioambientales (REM). Octubre 2010-Diciembre 2013. Proyecto INNPACTO de referencia: IPT-440000-2010-012.
    El objetivo principal de este proyecto es diseñar un reactor electroquímico multiuso, es decir, que tenga una configuración tal que sea posible adaptarlo con facilidad a distintos tipos de aplicaciones. Entre otras aplicaciones se han identificado las baterías de flujo para el almacenamiento de energía eléctrica y la desionización capacitiva para el tratamiento de aguas con altos contenidos salinos. El proyecto también incluye el diseño de los sistemas auxiliares hidráulicos, eléctricos y de regulación del reactor que faciliten su correcta operación en las distintas aplicaciones.
  • La Plataforma Fotovoltaica Total (LPT). Julio 2015-Junio 2018. Proyecto financiado con el programa RETOS colaboración, referencia RTC-2015-4153-3.
    El proyecto “Planta Fotovoltaica Total (LPT)” pretende dar solución a gran parte de los problemas de integración de renovables en red, y de energía solar fotovoltaica en particular. Los fundamentos a utilizar son distintas tecnologías de electrónica de potencia, almacenamiento electroquímico y sistemas de control avanzados. Este alcance se plantea con dos horizontes. El primero buscara integrar de forma innovadora soluciones técnicas ya disponibles dentro de la planta fotovoltaica, siendo manejadas por unos sistemas de control avanzados. El segundo busca desarrollar soluciones totalmente adaptadas a las necesidades técnicas –económicas de los problemas.
  • Baterías de flujo orgánicas para VE de recarga ultra-rápida en surtidores convencionales (BAFO). Enero 2014 – Enero 2015. Financiación a tavés del programa Inspîre de Repsol.
    El objetivo del proyecto es el desarrollo de los componentes básicos de un nuevo tipo de BF para utilización en VE. Nuevos electrolitos para compartimientos negativo y positivo, membrana selectiva de intercambio iónico.

 

Personal:

  • Prof. Marc A. Anderson: Investigador Principal
  • Dr. Jesús Palma: Investigador senior
  • Dra. Rebeca Marcilla: Investigador senior
  • Dr. Enrique García-Quismondo: Investigadores posdoctorales
  • Paula Navalpotro: Investigador predoctoral
  • Veselin Miroslavov: Investigador predoctoral
  •  Ignacio Almonacid: Técnico

 

Artículos destacados:

  • Leung, P.; Palma, J.; Garcia-Quismondo, E.; Sanz, L.; Mohamed, M.R.; Anderson, M. “Evaluation of electrode materials for all-copper hybrid flow batteries”. Journal of Power Sources, 2016, 310, 1-11.
  • Navalpotro, P.; Palma, J.; Anderson, M.; Marcilla, R. “High performance hybrid supercapacitors by using para-Benzoquinone ionic liquid redox electrolyte”. Journal of Power Sources, 2016, 306, 711-717.
  • Sanz, L.; Lloyd, D.; Magdalena, E.; Palma, J.; Anderson, M. “Study and characterization of positive electrolytes for application in the aqueous all-copper redox flow battery”. Journal of Power Sources, 2015, 278, 175-182. Impact factor: 6.217
  • Sanz, L.; Lloyd, D.; Magdalena, E.; Palma, J.; Kontturi, K. “Description and performance of a novel aqueous all-copper redox flow battery”. Journal of Power Sources, 2014, 268, 121-128. Impact factor: 5.211
  • Sanz, L.; Palma J.; García-Quismondo, E.; Anderson, M. “The effect of chloride ion complexation on reversibility and redox potential of the Cu(II)/ Cu(I) couple for use in redox flow batteries”. Journal of Power Sources, 2013,224, 278-284.

 

Patentes de la temática

  • Patente Nº ES 2486091 B1. Batería de flujo acuosa con pares redox orgánicos.
  • Solicitud de patente Nº P201630327. Bateria redox con electrolitos inmiscibles.