Ha surgido un nuevo concepto de batería que promete ser clave en el proceso de revolución de las energías renovables. Las nuevas baterías baratas de aluminio y azufre se posicionan como almacenamiento de respaldo de bajo coste para fuentes de energía renovable como la solar y la eólica.
El proceso de transición a las energías renovables está en marcha. A medida que florecen nuevas (y más grandes) instalaciones de sistemas de energía eólica y solar, de manera paralela incrementa la necesidad por disponer de sistemas de respaldo que permitan almacenar toda esta energía generada por utilizarla llegado el momento. Unos sistemas de respaldo que no solo tienen que ser eficientes, también baratos.
Las baterías de iones de litio, la tecnología más extendida en la industria del automóvil, siguen siendo muy caras para estas aplicaciones. Y otras opciones, como la hidroeléctrica bombeada, requieren de una topografía específica que, lógicamente, no siempre está disponible. Es aquí donde entra en escena el nuevo descubrimiento de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT por sus siglas en inglés) y otros lugares. Ha sido desarrollado un nuevo tipo de batería.
Baterías baratas de aluminio, azufre y sal
Esta nueva batería, a diferencia de las de iones de litio, está fabricada completamente con materiales abundantes y económicos. Utiliza aluminio y azufre como sus dos materiales de electrodo, con un electrolito de sal fundida en el medio. Además de ser más costosas, las baterías de iones de litio contienen un electrolito inflamable, lo que supone un punto más en su contra.
El proyecto de desarrollo de esta nueva batería se inició bajo la premisa de utilizar metales baratos y abundantes en la Tierra que puedan reemplazar al litio. Debido a que el hierro no tiene las propiedades electroquímicas adecuadas para una batería eficiente, rápidamente se puso el punto de mira en el segundo metal más abundante en el mercado, el aluminio.
Tras decantarse por el aluminio, los investigadores se vieron en la tesitura de buscar con qué emparejarlo y, sobre todo, qué tipo de electrolito poner en el medio para transportar los iones de un lado al otro durante el proceso de carga y descarga de energía. El más económico de todos los no metales es el azufre, por lo que se eligió en el segundo material del electrodo.
En cuanto al electrolito, se estableció que no fuera inflamable o volátil. Se hicieron varias pruebas con polímeros para finalmente decantarse por una variedad de sales fundidas cuyo punto de fusión es relativamente bajo, cercano al de ebullición del agua. En resumidas cuentas, tenemos una batería barata compuesta de materiales fácilmente disponibles.
Baterías que no requieren de una fuente de calor externa
Durante las pruebas realizadas el equipo de desarrollo demostró que las celdas de la batería podían soportar cientos de ciclos a tasas de carga excepcionalmente altas, con un coste proyecto por celda de aproximadamente una sexta parte del de las celdas de iones de litio. Además, se ha demostrado que el uso de sal fundida abre la puerta a una mejora en la vida útil de las baterías, ya que bajo su punto de fusión se previene la formación de dendritas, lo que puede derivar en una reducción del rendimiento e incluso en cortocircuitos.
Por otra parte, y no menos importante, estas baterías no requieren de una fuente de calor externa para mantener una temperatura de funcionamiento. El calor se produce electroquímicamente de forma natural mediante la carga y descarga de la batería.
El equipo de investigación también señaló que estas nuevas baterías se posicionan como la opción ideal para instalaciones solares domésticas y/o pequeñas empresas ya que producen del orden de unas pocas docenas de kilovatios-hora (kWh) de capacidad de almacenamiento. También se posicionan como una opción interesante en puntos de carga de vehículos eléctricos.
Fuente: MIT News
