Los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica respetuosos con el planeta, con alta densidad de energía y con una mayor seguridad son extremadamente necesarios para la sociedad.
Las baterías de iones de litio muestran una gran competitividad como sistemas de almacenamiento de energía. Se usan a escala mundial para alimentar dispositivos electrónicos, herramientas eléctricas, drones y vehículos eléctricos e híbridos, debido a su elevada densidad de energía y potencia, larga vida útil y benignidad ambiental.
Sin embargo, el elevado coste de estos dispositivos, los problemas de seguridad, la baja abundancia y distribución geográfica desigual de los recursos de litio en la corteza terrestre limitan su desarrollo.
¿Existen elementos alternativos al litio?
A lo largo de los últimos años, la comunidad científica se ha volcado en la búsqueda de sistemas electroquímicos que empleen elementos alternativos al litio. Las baterías actuales de iones de litio dependen de un líquido electrolítico para transportar partículas cargadas entre los dos electrodos.
Es este líquido el que puede ser inflamable y degradar la batería, lo que limita la vida útil. Pero se han desarrollado nuevas tecnologías y algunas de ellas están en uso y listas para comercializarlas. Veamos cuáles están en el tope y porqué:
Litio-azufre
Los investigadores de la Universidad de Monash han desarrollado una batería de litio-azufre que puede alimentar un teléfono inteligente durante 5 días, superando el rendimiento del ion de litio. Se dice que esta innovación tiene un menor impacto ambiental que el ion de litio y menores costos de fabricación, al tiempo que ofrece el potencial de alimentar un vehículo durante 1000 km (620 millas) o un teléfono inteligente durante 5 días.
Batería de IBM
IBM Research informa que ha descubierto una nueva química de la batería que está libre de metales pesados como el níquel y el cobalto y podría potencialmente superar el rendimiento del ion de litio. Alegan que esta química nunca antes se había usado en combinación con una batería y que los materiales se pueden extraer del agua de mar.
Se afirma que puede superar el rendimiento de iones de litio en una serie de áreas diferentes: es más barato de fabricar, puede cargar más rápido que el ión de litio y puede aportar mayor potencia y energía. Todo esto está disponible en una batería con baja inflamabilidad de los electrolitos. IBM Research señala que estas ventajas harán que su nueva tecnología de batería sea adecuada para vehículos eléctricos, y está trabajando con Mercedes-Benz, entre otros, para desarrollarla en una batería comercial viable.
Baterías de nanocables de oro
En la Universidad de California en Irvine han agrietado las baterías de nanocables que pueden soportar una gran recarga. El resultado podría ser futuras baterías que no mueren.
Los nanocables, mil veces más delgados que un cabello humano, representan una gran posibilidad para futuras baterías. Pero siempre se han averiado al recargar. Este descubrimiento utiliza nanocables de oro en un electrolito de gel para evitar eso. De hecho, estas baterías se probaron recargando más de 200.000 veces en tres meses y no mostraron degradación en absoluto.
Batería de espuma
Prieto cree que el futuro de las baterías es 3D. La compañía ha logrado romper esto con su batería que usa un sustrato de espuma de cobre. Esto significa que estas baterías no solo serán más seguras, gracias a que no tienen electrolitos inflamables, sino que también ofrecerán una vida más larga, una carga más rápida, una densidad cinco veces mayor, serán más baratas de fabricar y más pequeñas que las ofertas actuales.
Prieto tiene como objetivo colocar sus baterías en artículos pequeños primero, como dispositivos portátiles. Pero dice que se pueden ampliar para que puedan ser vistas en los teléfonos e incluso en los automóviles en el futuro.
Baterías de iones de sodio
Los científicos en Japón están trabajando en nuevos tipos de baterías que no necesitan litio. Usarán sodio, uno de los materiales más comunes en el planeta en lugar de litio raro, y serán hasta siete veces más eficientes que las baterías convencionales.
La investigación sobre las baterías de iones de sodio se lleva a cabo desde los años ochenta en un intento por encontrar una alternativa más barata al litio. Al usar sal, el sexto elemento más común en el planeta, las baterías pueden hacerse mucho más baratas. Se espera que comience a comercializar las baterías para teléfonos inteligentes, automóviles y más en los próximos cinco a 10 años.
Conclusión – Almacenando energía
El almacenamiento de energía es un componente vital de la transición a la electricidad limpia y sin emisiones. Algunas de las propuestas parecen complejas y complicadas para ser prácticas. Cada conversión de energía implica pérdidas inevitables. La eficiencia de algunos de los sistemas parece cuestionable.
La investigación básica es solo eso. A menudo, lo que aprendemos de nuestros fracasos puede ser tan valioso como lo que aprendemos de nuestros éxitos. Lo único que podemos sacar de toda esta innovación es que el almacenamiento de energía será más asequible en el futuro, y eso es algo muy bueno para un mundo que atraviesa por una transición energética.
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