En la búsqueda de compuestos orgánicos para baterías de flujo redox, investigadores de la Universidad de Burgos han desarrollado un procedimiento sintético que permite la obtención de un viológeno, 3,3'-([4,4'-bipiridin]-1,1'-diio-1,1'-diil)bis(butano-1-sulfonato), de forma sencilla, selectiva y en escala multigramo. Esta molécula puede reemplazar a metales como el vanadio, dando como resultado baterías más económicas y ecológicas, entre otras ventajas. Además, en comparación con otros viológenos, las baterías construidas con el compuesto desarrollado en la UBU poseen una mayor estabilidad.
Aspectos nuevos e innovadores
Los viológenos son un tipo de compuesto orgánico catiónicos que se caracterizan por presentar estructuras rígidas deficientes en electrones π y excelentes propiedades redox reversibles. Los investigadores de la Universidad de Burgos han sido capaces de poner a punto una nueva metodología para la síntesis de una nueva estructura orgánica de manera sencilla (un único paso de reacción), eficaz (rendimientos superiores al 90%) y en cantidades multigramo. Este nuevo viológeno de 3-butilsulfonato ha sido utilizado como molécula electroactiva para el anolito de baterías de flujo redox orgánicas.
Principales ventajas derivadas de su utilización
- Al emplear la metodología descrita por los autores se obtiene el compuesto orgánico deseado a partir de productos de partida accesibles y en un único paso de reacción.
- El viológeno se aísla con un rendimiento superior al 90% y en cantidades superiores a un gramo.
- Las baterías de flujo construidas empleando esta molécula como anolito, presentan una mayor estabilidad.
- Permite sustituir al vanadio, posicionándose como una alternativa más económica y ecológica.
Características técnicas
El método patentado describe la obtención del viológeno de 3-butilsulfonato a partir de la 4,4'-bipiridina y la 1,3-butano sultona. Mediante una doble alquilación de los átomos de nitrógeno de la bipiridina se logra acceder al compuesto final (1,61 gramos, 93% de rendimiento) empleando dimetilformamida como disolvente y calentamiento térmico. La batería de flujo construidas utilizando este compuesto orgánico da como resultado una menor perdida de capacidad obtenida (0,15% h-1) que la correspondiente batería que contiene el viológeno de propilsulfonato (0,49 % h-1).
Aplicaciones
Entre las diversas aplicaciones del viológeno de 3-butilsulfonato, se encuentra su uso como molécula electroactiva para el anolito de baterías de flujo (almacenamiento de energía).
La metodología desarrollada puede ser aplicada en la síntesis de otros viológenos de interés.
Por otro lado, el viológeno descrito por los investigadores de la Universidad de Burgos podría tener otras aplicaciones propias de los viológenos (herbicidas, elementos electrocrómicos, etc.).
Propiedad Intelectual
Protegida mediante patente P202230676
Estado actual de desarrollo
Prototipo disponible para demostración.
Relación comercial deseada
Acuerdo comercial, Acuerdo de licencia, Cooperación técnica: un mayor desarrollo, Cooperación Técnica: testar nuevas aplicaciones; Cooperación Técnica: adaptación a necesidades específicas.
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