ACI Avances en Ciencias e Ingenierías

Artículos

Vol. 17 Núm. 1 (2025)

Diseño de un prototipo de batería de flujo redox de vanadio

Enviado
August 22, 2024
Publicado
2025-05-08

Resumen

Las baterías de flujo redox de vanadio (BFRV) son alternativas prometedoras para mitigar la intermitencia de las redes eléctricas basadas en generación renovable, aunque requieren estudios y optimización. Este trabajo presenta el diseño teórico de un prototipo de BFRV de una celda a escala de laboratorio, con un sistema de recirculación de electrolito y un sistema de medición de variables, destinado a ser utilizado en la Universidad Metropolitana como herramienta educativa. A través de la investigación documental, se identificaron los criterios de diseño más importantes, definiendo las características que el diseño debía cumplir. La celda diseñada incluye canales de flujo en forma de serpentín, colectores de corriente de cobre y grafito, electrodos de fieltro de grafito y una membrana iónica. El sistema incorpora dos bombas peristálticas y sensores de corriente, voltaje, conductividad, temperatura y nivel del electrolito, conectados a un Arduino UNO. El diseño permite tres configuraciones con diferentes tamaños de electrodos (6, 12 y 24 cm²) y la variación del volumen de electrolito, su concentración y caudal. Se concluyó que el VOSO4 es la fuente de vanadio óptima debido a su alta solubilidad. El sistema de monitoreo y control, implementado con Arduino, permite obtener mediciones precisas y en tiempo real, facilitando la recolección de datos. El costo estimado del prototipo es de 1 025 USD, recomendándose la inclusión de sensores de conductividad por su importancia para estimar el estado de carga (SoC). Los resultados teóricos obtenidos mediante simulación en MATLAB son consistentes con las expectativas, respaldando la viabilidad y pertinencia de construir este prototipo en la Universidad Metropolitana.

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