Application of computational chemistry techniques to electrochemical energy storage problems

Abstract

As it will be described in Chapter 1, electrochemical energy storage systems are fundamental to the global transition toward sustainable energy. The increasing integration of renewable energy sources such as solar and wind into the electrical grid has underscored the urgent need for advanced storage technologies that can buffer the inherent intermittency of these sources. In this context, the development of efficient, scalable, and environmentally friendly storage solutions is not merely desirable it is essential. Among the most promising technologies, redox flow batteries (RFBs) and zinc-based batteries stand out for their potential to offer long-term, safe, and flexible energy storage capacities. However, their large-scale deployment is still hindered by several technical challenges, particularly in the design and optimization of the materials that constitute them...A lo largo del Capítulo 1, los sistemas de almacenamiento de energía electroquímica son fundamentales para la transición global hacia una energía sostenible. La creciente integración de fuentes renovables, como la solar y la eólica, en la red eléctrica ha puesto de manifiesto la necesidad urgente de tecnologías de almacenamiento avanzadas que puedan compensar la intermitencia inherente de estas fuentes. En este contexto, el desarrollo de soluciones de almacenamiento eficientes, escalables y respetuosas con el medio ambiente no es solo deseable, sino esencial. Entre las tecnologías más prometedoras se encuentran las baterías de flujo redox (RFBs, por sus siglas en inglés) y las baterías basadas en zinc, debido a su potencial para ofrecer almacenamiento energético seguro, flexible y de larga duración. Sin embargo, su implementación a gran escala aún se ve limitada por diversos desafíos técnicos, especialmente en lo que respecta al diseño y la optimización de los materiales que las componen...