Uma molécula orgânica usada em tinturas e antibióticos pode ser a chave para menos caro, baterias de fluxo redox mais eficientes. Cientistas do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico do Departamento de Energia desenvolveram um sistema altamente reversível, material solúvel em água baseado em fenazina. O composto pode servir como uma alternativa ao vanádio, que é usado em baterias em escala de rede para armazenar eletricidade.

Os pesquisadores do PNNL desenvolveram o material em um esforço para reduzir o custo das baterias de fluxo redox. Atualmente, muitas baterias comerciais de fluxo redox usam um eletrólito à base de vanádio. O vanádio é usado principalmente na fabricação de aço e como matérias-primas, seus custos podem variar de acordo com a oferta e a demanda. Para superar essas restrições de custo, Os cientistas do PNNL desenvolveram um novo material à base de fenazina como alternativa ao vanádio, conforme descrito em Nature Energy .

"Este é um grande desenvolvimento para baterias de fluxo orgânico, "disse Imre Gyuk, Diretor de Armazenamento de Energia no Escritório de Eletricidade do DOE que apoiou este trabalho no PNNL. “Há muito interesse em torno do potencial de solúvel em água, materiais redox orgânicos como alternativa às baterias à base de vanádio. Contudo, o problema é fazer com que os materiais realmente se dissolvam na água e mantenham as propriedades eletroquímicas desejadas. "

A equipe de pesquisa PNNL, liderado pelo cientista-chefe Wei Wang, sabia que a fenazina - um composto que ocorre naturalmente - possui as reações redox necessárias; mas, não era solúvel em água. Então, Os pesquisadores do PNNL desenvolveram um método de modificação química da fenazina, produzindo um derivado solúvel em água que também otimiza suas propriedades redox. Quando dissolvido na solução eletrolítica, a equipe encontrou 90% da fenazina dissolvida disponível para transportar energia.

De acordo com Wang, modificar a fenazina é simples e escalonável. Embora a equipe ainda precise realizar uma análise de custos, Os precursores químicos da fenazina estão prontamente disponíveis e são baratos.

"Os resultados são promissores, "disse Wang." Nós não apenas desenvolvemos uma alternativa viável ao vanádio, desenvolvemos uma estrutura abordagem de triagem virtual que nos ajudará a identificar novos materiais promissores. "

PNNL continuará testando um anólito à base de fenazina (eletrólito negativo) e planeja desenvolver um católito correspondente (eletrólito positivo). Combinado, as soluções podem levar a um novo tipo de bateria de fluxo redox.