Photoncycle, solución de almacenamiento basada en hidrógeno sólido + 20 veces la densidad de una batería de iones de litio

Actualizado: 05/07/2024

En el sector de la energía solar, el almacenamiento de energía intertemporada ha sido un desafío constante. La capacidad para aprovechar el excedente de energía solar de los meses de verano durante el invierno ha sido una meta muy difícil de conseguir, con soluciones existentes como las baterías que no cumplen debido a costes prohibitivos y vidas útiles limitadas. El hidrógeno, a pesar de sus propiedades de combustión limpia, ha sido relegado debido a su ineficiencia y altos costos.

Photoncycle, una startup de Noruega, ha estado trabajando en una solución. La startup afirma que su tecnología basada en hidrógeno sólido puede almacenar energía más eficientemente en un reactor de síntesis de amoníaco. Esta tecnología promete realizar el almacenamiento de manera más económica que cualquier solución de batería o hidrógeno líquido en el mercado.

Las baterías de iones de litio utilizan metales costosos. Su material es super barato: almacenar 10.000 kilovatios-hora cuesta alrededor de $1.500, por lo que es casi nada. Su solución de almacenamiento es 20 veces la densidad de una batería de iones de litio, y no pierdes la corriente. Un sistema donde puedes almacenar energía a lo largo del tiempo, permitiendo almacenamiento estacional. Es completamente diferente a las baterías tradicionales.

Photoncycle emplea agua y electricidad para producir hidrógeno. Esto no es poco común si has seguido la tecnología de vehículos con pilas de combustible. Sin embargo, el enfoque de la compañía incorpora un giro innovador: una celda de combustible reversible de alta temperatura. Esta celda de combustible avanzada puede producir hidrógeno y generar electricidad dentro de la misma unidad.

El núcleo de la innovación de Photoncycle radica en su tratamiento del hidrógeno. Procesan el hidrógeno y luego utilizan su tecnología para convertirlo y almacenarlo en forma sólida. La compañía afirma que este método de almacenamiento no solo es seguro, debido a la naturaleza no inflamable y no explosiva del estado sólido, sino también altamente eficiente. Permite el almacenamiento de hidrógeno a densidades aproximadamente un 50% mayores que el hidrógeno líquido, presentando un avance significativo en las soluciones de almacenamiento de hidrógeno. Estas innovaciones forman la piedra angular del sistema de Photoncycle, facilitando un almacenamiento de hidrógeno seguro y denso, lo que la compañía dice es un gran paso adelante en la tecnología energética.

Las soluciones actuales de energía limpia, como la energía solar en tejados, están limitadas por un suministro inconsistente debido a la naturaleza impredecible de las condiciones meteorológicas. Una solución de almacenamiento de energía robusta y reutilizable podría cerrar estas brechas, asegurando un suministro de energía estable cuando estas fuentes renovables enfrenten períodos intermitentes inevitables.

Colocar el almacenamiento de energía junto con la casa que genera la energía efectivamente permite que las casas se desconecten de la red. Photoncycle dice que ha probado y trabajado los componentes principales de su solución, el siguiente paso es integrarla en un sistema. Si tiene éxito, la compañía dice que puede desafiar seriamente a Powerwall, la solución de batería de iones de litio de Tesla.

Características.

• Generación de Electricidad en Viviendas Unifamiliares: En Europa, la generación de electricidad a través de paneles fotovoltaicos (PV) en los techos es típicamente 4-15 veces mayor en verano que en invierno. Sin embargo, la demanda de energía para electricidad y calefacción es 2-3 veces mayor en invierno.
• Desafío para las Redes de Distribución: Un número creciente de casas con PV en los techos hace que sea cada vez más desafiante para las redes de distribución acomodar el excedente de electricidad en verano. Además, la creciente demanda de electricidad en invierno, debido a la descarbonización de la calefacción y la conversión de los autos a eléctricos, también presiona la infraestructura de la red.
• Tecnología de Almacenamiento de Photoncycle: Desarrolla tecnología que permite colocar el excedente de electricidad de los PV en los techos y de la red en almacenamiento a largo plazo ubicado junto a la casa, usando un electrolizador. El hidrógeno verde producido a partir de agua y electricidad se almacena como sólido en el sistema de almacenamiento desarrollado por Photoncycle. La energía se libera según demanda para satisfacer los requisitos de electricidad y calefacción en la casa y a nivel de la red.
• Densidad Energética Gravimétrica: La solución de almacenamiento de energía de Photoncycle tiene una densidad energética gravimétrica de aproximadamente 3.5 kWh/kg, en comparación con 0.3 kWh/kg de una batería de iones de litio. Alta densidad energética gravimétrica y volumétrica combinada con bajos costos de almacenamiento de energía, abren el camino para almacenamiento estacional asequible a nivel de hogar.
• Capacidad de Almacenamiento: Un sistema de almacenamiento de 3 m³ puede almacenar hasta 10,000 kWh de energía, suficiente para almacenar toda la producción de electricidad excedente en la temporada de verano en la mayoría de los hogares.
• Aprovechamiento del Potencial de los Techos: La tecnología permitirá a los hogares utilizar el potencial completo de sus techos para la producción de energía, utilizando toda la generación de sus PV solares internamente. El almacenamiento a largo plazo permitirá a los hogares aprovechar las fluctuaciones estacionales en los precios de la energía, importando electricidad de la red en períodos cuando los precios son bajos y exportando electricidad a la red cuando los precios son altos.
• Desarrollo y Validación: Basado en un estudio de factibilidad realizado por SINTEF, un instituto líder de investigación científica europeo, un equipo de ingenieros y científicos en Photoncycle desarrolló y validó componentes individuales para nuestro sistema en 2022. Estos se integraron y escalaron en un prototipo funcional de nuestra tecnología central en el laboratorio de Photoncycle en 2023. Un piloto a escala completa se desarrollará en 2024 y un primer producto se lanzará en el mercado residencial en 2025.
• Patente del Sistema: Se presentó una patente del sistema a la Oficina Europea de Patentes (EPO) en junio de 2021. En octubre de 2022, la EPO confirmó que la tecnología que desarrolla Photoncycle es novedosa e inventiva, los dos criterios para obtener una patente. La solicitud de patente pasará a la fase nacional a principios de 2024.

Más información: www.photoncycle.com