El auge de las energ¨ªas renovables ha expuesto un nuevo desaf¨ªo: el almacenamiento de energ¨ªa.
La energ¨ªa solar y e¨®lica, aunque barata, es intermitente. Para que toda la red dependa de energ¨ªa renovable, se necesita una gran cantidad de almacenamiento para evitar apagones.
Es en este momento cuando un metal extraordinario, el vanadio, a trav¨¦s de la tecnolog¨ªa de bater¨ªas de vanadio, ha demostrado su papel insustituible en el campo de la energ¨ªa sostenible.
Sus ventajas ¨²nicas lo hacen aplicable a parques solares y e¨®licos, sistemas de almacenamiento de energ¨ªa de red, carga de veh¨ªculos el¨¦ctricos, paneles solares, generadores di¨¦sel y estaciones base de comunicaciones.
?C¨®mo funciona la bater¨ªa de vanadio?
Nuestra bater¨ªa de vanadio m¨¢s com¨²n es la bater¨ªa de flujo redox de vanadio (VRFB).
Es importante saber que las bater¨ªas vienen en varios tipos, como las que almacenan energ¨ªa mediante fuerza f¨ªsica o reacciones qu¨ªmicas. La bater¨ªa de flujo redox de vanadio pertenece a la ¨²ltima categor¨ªa.
Lo que hace que esta bater¨ªa sea ¨²nica es que utiliza en su interior un metal llamado vanadio, que tambi¨¦n puede adoptar varias formas diferentes.
Su principio de funcionamiento, en pocas palabras, es almacenar y liberar energ¨ªa el¨¦ctrica mediante la conversi¨®n de iones de vanadio entre diferentes estados de oxidaci¨®n.
?C¨®mo se obtiene el vanadio de la bater¨ªa de vanadio?
Hay un l¨ªquido especial en la bater¨ªa llamado electrolito.
Su componente principal, el pent¨®xido de vanadio (V?O?), es de alta pureza, lo que establece el excelente rendimiento de la bater¨ªa de vanadio y demuestra el alto valor del vanadio.
El vanadio, un metal de transici¨®n, es de color blanco gris¨¢ceo, con excelente ductilidad, resistencia a la corrosi¨®n y solidez. Permanece s¨®lido a temperatura ambiente, con un punto de fusi¨®n de 1910¡ãC y un punto de ebullici¨®n de 3407¡ãC.
El vanadio de las bater¨ªas de vanadio se extrae del mineral de vanadio.
El vanadio existe principalmente en forma de titanomagnetita de vanadio (la fuente principal), vanadinita, mineral de uranio-vanadio y descloizita. Tambi¨¦n se encuentran trazas de vanadio en algunos tipos de carb¨®n, petr¨®leo y carb¨®n.
ÐÓ°ÉÂÛ̳ se destaca en la trituraci¨®n, molienda y beneficio eficiente del mineral de vanadio, elev¨¢ndolo a concentrados de vanadio.
Los pasos de producci¨®n del pent¨®xido de vanadio de alta pureza que le interesan:
1 Trituraci¨®n y cribado iniciales: Empleo de trituradoras de mand¨ªbulas y trituradoras de cono especializadas para triturar gradualmente grandes minerales de titano-magnetita de vanadio. Las cribas vibratorias garantizan que el mineral obtenido alcance una finura de procesamiento adecuada y al mismo tiempo separan eficazmente las impurezas.
2 Molienda fina: refinar a¨²n m¨¢s el mineral a trav¨¦s de molinos de bolas o molinos de barras hasta que el tama?o de part¨ªcula sea inferior a 3 mm.
3 Separaci¨®n magn¨¦tica: Utilizaci¨®n de separadores magn¨¦ticos d¨¦biles en entornos de campo magn¨¦tico controlados con precisi¨®n para descartar relaves y obtener concentrados gruesos.
4 Reprocesamiento de m¨²ltiples etapas: despu¨¦s de dos rondas de molienda y separaci¨®n magn¨¦tica, cada ciclo refina a¨²n m¨¢s la pureza y el grado de los concentrados, acerc¨¢ndose gradualmente al estado ideal.
5 Concentraci¨®n profunda: los pasos de separaci¨®n magn¨¦tica adicionales producen concentrados de alta calidad y alta recuperaci¨®n.
6 Fundici¨®n en alto horno: Alimentaci¨®n de concentrados de titanomagnetita de vanadio a los altos hornos para cofundirlos con coque o carb¨®n para transferir elementos de vanadio al hierro fundido.
7 Soplado de escoria de vanadio: Someter el hierro fundido a soplado en convertidores para obtener ¨®xidos ricos en vanadio y ¨®xidos de hierro en forma de escoria de vanadio y semiacero tras oxidaci¨®n selectiva, que sirve como material de extracci¨®n de vanadio.
8 Refinamiento y purificaci¨®n: utilizaci¨®n de procesos qu¨ªmicos como lixiviaci¨®n, precipitaci¨®n y extracci¨®n con solventes para refinar el vanadio y, en ¨²ltima instancia, producir pent¨®xido de vanadio de alta pureza.
Lo que tambi¨¦n quieres saber:
5 minerales cr¨ªticos para la bater¨ªa
M¨¢s seguro, m¨¢s duradero y m¨¢s reciclable (en comparaci¨®n con las bater¨ªas comunes)
Actualmente, las bater¨ªas de iones de litio, plomo-¨¢cido, n¨ªquel-hidruro met¨¢lico y los supercondensadores son los productos m¨¢s utilizados en las soluciones de almacenamiento de energ¨ªa.
Sin embargo, tambi¨¦n enfrentan algunos desaf¨ªos:
- Reservas limitadas: incapaz de satisfacer todas las demandas de almacenamiento de alta energ¨ªa y potencia.
- Preocupaciones de seguridad: Riesgo potencial de incendio o explosi¨®n.
- Impacto ambiental: Uso de metales pesados t¨®xicos, con reciclabilidad limitada.
- Eficiencia decreciente: el almacenamiento de energ¨ªa se degrada con el tiempo.
Seg¨²n estad¨ªsticas incompletas, desde 2023 se han producido en todo el mundo m¨¢s de 70 accidentes de seguridad en el almacenamiento de energ¨ªa, la mayor¨ªa de los cuales fueron causados por bater¨ªas de litio.
En comparaci¨®n, las bater¨ªas de flujo redox de vanadio tienen mejores caracter¨ªsticas.
- M¨¢s seguro: el electrolito de la bater¨ªa de flujo consiste en una soluci¨®n acuosa, lo que elimina el riesgo de fuga t¨¦rmica que se observa en las bater¨ªas de iones de litio, evitando la combusti¨®n o explosi¨®n.
- Mayor vida ¨²til: Puede soportar decenas de miles de cargas y descargas y tiene una vida ¨²til de m¨¢s de 25 a?os, superando el ciclo de bater¨ªa tradicional.
- Expansi¨®n flexible: Para aumentar la capacidad, solo necesita ampliar el tanque de electrolito o aumentar la concentraci¨®n; Para aumentar la potencia, es necesario aumentar el ¨¢rea de la pila.
- Reciclable: los iones de vanadio en el electrolito se pueden convertir qu¨ªmicamente nuevamente en formas utilizables despu¨¦s de su uso.
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Las bater¨ªas de flujo redox de vanadio, que se prev¨¦ que dominen el mercado de almacenamiento de energ¨ªa por encima de 1 MW de capacidad en el futuro, deben su ¨¦xito al recurso mineral cr¨ªtico, el vanadio.
ÐÓ°ÉÂÛ̳ continuar¨¢ brindando servicios eficientes de trituraci¨®n, molienda y beneficio, ofreciendo un soporte s¨®lido para la comercializaci¨®n y aplicaci¨®n a mayor escala de la tecnolog¨ªa de bater¨ªas de flujo redox de vanadio.
