El objetivo de construir una batería para almacenar energía solar y eólica a un precio competitivo (inferior a 100 dólares por kWh) está más cerca de lograrse. Hacia él se aproximan investigadores de Harvard, que han ideado una nueva batería de flujo que almacena la energía en moléculas orgánicas disueltas en agua de Ph neutro y que puede funcionar durante una década.
El sistema, que introduce importantes novedades químicas, supera uno de los mayores desafíos que enfrenta el almacenamiento en soluciones líquidas: la pérdida de capacidad de almacenaje tras varios ciclos de carga y descarga. Frente a esta realidad, la solución ideada por la Universidad de Harvard solo pierde un 1% de capacidad tras 1.000 ciclos.
“Las baterías de ion de litio ni siquiera sobreviven a 1.000 ciclos completos de carga y descarga”, explica la magnitud del hallazgo Michael Aziz, responsable del proyecto que ha logrado estos resultados gracias a la modificación de la estructura de las moléculas usadas en las soluciones de electrolitos positivos y negativos.
La apuesta ha sido claramente ganadora. Además de lograr una batería mucho más duradera, el equipo investigador ha ideado un sistema libre de tóxicos y materiales corrosivos. Otro aspecto se suma a estas ventajas: su potencialidad para reducir los costes de producción. De hecho, los investigadores consideran que esta propuesta “nos aproxima un paso más” hacia ese ideal inferior a 100 dólares por kWh con el que se “puede cambiar el mundo”, aseguran.
Este avance ha requerido una modificación de la estructura molecular del electrolito negativo, para que el viológeno ganase en elasticidad. En el caso del electrolito positivo se ha empleado ferroceno, muy apto para la carga, pero insoluble en agua. Para solventar este escollo, los científicos han logrado moleculas de ferroceno que se disuelven en agua; algo inédito hasta ahora en baterías de flujo.
La posibilidad de que los electrolitos se disuelvan impacta de lleno en el coste de las membranas selectivas de iones. Necesarias para separar las dos partes de una batería, estas membranas suponen ni más ni menos que un tercio del coste total de las baterías de flujo. Esta realidad puede cambiar con esta propuesta, puesto que las membranas podrían prescindir de los costosos polímeros que necesitan para resistir los productos químicos que contienen muchas de las baterías actuales.
Tras dar con esta solución, el equipo investigador continúa trabajando junto con la oficina de desarrollo tecnológico de Harvard (OTD) y con varias compañías, para optimizar las interacciones entre membrana y electrolitos, y para escalar esta tecnología con el objetivo de que esté disponible para su uso industrial.
Más información en Harvard University.
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