Los científicos siguen explorando tecnologías avanzadas de baterías que podrían ayudarnos a aprovechar todo el potencial de las energías renovables, trabajando para resolver la naturaleza intermitente de la energía procedente del sol y el viento. Un equipo del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) ha presentado un nuevo diseño que cumple algunos requisitos importantes en este ámbito, demostrando un tipo de batería «hibernante» que puede conservar su energía durante meses.
El tipo de tecnología de almacenamiento de energía en el que se centra esta investigación se conoce como batería de sales fundidas. Estas baterías existen desde hace más de 50 años en diversas formas, y se consideran una solución de almacenamiento a escala de red para las energías renovables debido a su bajo coste y al uso de materiales comunes.
Estos dispositivos usan sal fundida como electrolito, que es la solución que transporta la carga eléctrica entre los dos electrodos de la batería, el cátodo y el ánodo. Al mantener el electrolito a alta temperatura, la sal se mantiene en estado fundido y fluye como un líquido, pero a temperatura ambiente se vuelve sólida. El equipo del PNNL ha aprovechado estos atributos para producir lo que se describe como una batería de hibernación basada en la temperatura.
El dispositivo consta de un ánodo de aluminio y un cátodo de níquel, que se sumergen en un electrolito de sal fundida dopado con azufre para aumentar su capacidad. La batería se carga calentándola a 180 °C, lo que hace que los iones fluyan por el electrolito líquido para generar energía química. Al enfriar la batería hasta la temperatura ambiente, el electrolito se solidifica y los iones se congelan, con lo que la energía queda retenida hasta que se recalienta la batería para que vuelva a fluir.
Por esta razón, los científicos también llaman al dispositivo «batería de congelación-descongelación» y, aunque el prototipo sólo tiene el tamaño de un disco de hockey, son optimistas sobre su potencial de ampliación.
Su densidad teórica es de 260 Wh por kilogramo, superior a la de las actuales baterías de plomo-ácido y de flujo, y su energía se almacena a un coste de materiales de unos 23 dólares por kWh, que el equipo espera reducir a unos 6 dólares por kWh incorporando hierro al diseño. En las pruebas, la batería conservó el 92% de su capacidad durante 12 semanas.
Es muy parecido a cultivar alimentos en el jardín en primavera, poner los que sobran en un recipiente en el congelador y descongelarlos para cenar en invierno.
Minyuan «Miller» Li.
El equipo del PNNL ha optado por una alternativa al separador de cerámica que se utiliza en las típicas baterías de sal fundida, optando en su lugar por la fibra de vidrio, que dicen que es más barata y más duradera.
Con el tiempo, los científicos esperan que la tecnología pueda ofrecer una forma de almacenamiento de energía estacional, recogiendo energía en una época del año para utilizarla en otra. Y como la batería puede permanecer inactiva mientras mantiene la mayor parte de su energía almacenada, sólo tendría que cargarse y descargarse unas pocas veces al año.
Puedes empezar a imaginar algo así como una gran batería en un tractor-remolque de 12 m aparcado en un parque eólico. La batería se carga en primavera y luego el camión es conducido por la carretera hasta una subestación donde la batería está disponible si se necesita durante el calor del verano.
Vince Sprenkle.
Más información: www.sciencedirect.com (texto en inglés).
Vía www.pnnl.gov
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