A medida que las energías renovables, como la eólica y la solar, sigan ganando protagonismo, se necesitarán soluciones creativas para almacenar la energía procedente de fuentes intermitentes por naturaleza.
Una posible solución es la conocida como batería de sales fundidas, que ofrece ventajas que no tienen las baterías de litio, pero que también tiene su parte de problemas.
Científicos del Sandia National Laboratories han ideado un nuevo diseño que resuelve varias de estas deficiencias y han demostrado que una batería de sales fundidas puede fabricarse de forma mucho más barata, a la vez que almacena más energía, que las versiones disponibles actualmente.
Almacenar grandes cantidades de energía de forma barata y eficiente es algo muy importante cuando se trata de alimentar ciudades enteras con energía renovable, y a pesar de sus muchos puntos fuertes, aquí es donde la costosa tecnología de las baterías de litio se queda corta.
Las baterías de sales fundidas se perfilan como una solución más rentable, ya que utilizan electrodos que se mantienen en estado fundido con la ayuda de altas temperaturas. Esto es algo que los científicos de Sandia han estado trabajando para cambiar.
Hemos estado trabajando para que la temperatura de funcionamiento de las baterías de sodio fundido sea lo más baja posible desde el punto de vista físico. Hay todo un ahorro de costes en cascada que se produce al bajar la temperatura de la batería. Se pueden utilizar materiales más baratos. Las baterías necesitan menos aislamiento y el cableado que las conecta puede ser mucho más fino.
Leo Small, investigador principal del proyecto.
En su forma comercial, estas baterías se conocen como baterías de sodio-azufre, y se han desarrollado algunas en todo el mundo, pero generalmente funcionan a una temperatura de 270 a 350 °C. El equipo de Sandia ha puesto sus miras mucho más abajo, aunque para ello ha tenido que replantearse la cuestión, ya que las químicas que funcionan a altas temperaturas no se prestan bien a temperaturas más bajas.
El diseño de los científicos consiste en un metal de sodio líquido que se sitúa en el lado opuesto de un material separador de cerámica a una novedosa mezcla líquida hecha de yoduro de sodio y cloruro de galio, que los científicos llaman catolito. Cuando la batería descarga energía, tienen lugar reacciones químicas que producen iones de sodio y electrones que pasan a través del material separador altamente selectivo y producen sal de yoduro fundida en el otro lado.
Esta batería de sodio-azufre ha demostrado ser capaz de funcionar a sólo 110 °C y ha demostrado su eficacia a lo largo de ocho meses de pruebas en el laboratorio, en las que se cargó y descargó más de 400 veces.
Además, funciona a 3,6 voltios, lo que, según los científicos, supone un 40% más que las baterías de sales fundidas disponibles en el mercado. Esto podría equivaler a versiones con menos celdas y, por tanto, con mayor densidad energética.
Estábamos muy entusiasmados con la cantidad de energía que podíamos meter en el sistema gracias al nuevo catolito que presentamos en este artículo. Las baterías de sodio fundido existen desde hace décadas y están por todo el mundo, pero nadie habla de ellas. Así que poder bajar la temperatura y volver con algunas cifras y decir: ‘este es un sistema muy, muy viable’ es muy bueno.
Martha Gross, autora del estudio.
Los científicos se centran ahora en reducir el coste de la batería, que podría venir de la sustitución del cloruro de galio, que es unas 100 veces más caro que la sal de mesa. Dicen que aún faltan entre cinco y diez años para que la tecnología se comercialice, pero a su favor está la seguridad de la batería, que no presenta riesgo de incendio.
Se trata de la primera demostración de un ciclo estable a largo plazo de una batería de sodio fundido a baja temperatura. La magia de lo que hemos conseguido es que hemos identificado la química de la sal y la electroquímica que nos permite operar eficazmente a 100ºC. Esta configuración de yoduro de sodio a baja temperatura es una especie de reinvención de lo que significa una batería de sodio fundido.
Erik Spoerke, autor del estudio.
Más información: www.sciencedirect.com
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