Una batería de metal líquido y el futuro de las energías renovables

 

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Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

El almacenamiento de la electricidad producida por fuentes renovables como el viento o la energía solar, o incluso de centrales más convencionales, sería una forma sencilla de que la red eléctrica de un país o región pudiera ajustarse consistentemente a la demanda en cada momento usando energías no contaminantes. El problema para llevarlo a cabo se puede resumir en dos aspectos: coste y necesidad de espacio de estos sistemas de almacenamiento.

Ahora un grupo de investigadores dirigidos por el visionario Donald Sadoway, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), una de las personas más influyentes del mundo según la revista Time en 2012 por su trabajo con baterías, ha presentado un nuevo prototipo de batería de metal líquido, mecánicamente muy simple, que podría ser una solución. Sadoway y dos de los coatores del artículo que se publica en Nature, han fundado una empresa para el desarrollo de un prototipo comercializable.

La batería consiste en un electrodo negativo de litio líquido, un electrolito consistente en una sal fundida y una aleación también líquida de antimonio y plomo que actúa como electrodo positivo. Como estos materiales no se mezclan entre sí el proceso de fabricación es relativamente sencillo y excluye la necesidad de uso de membranas de separación sofisticadas hechas de metales preciosos, con lo que el coste de fabricación se rebaja notablemente. La ausencia de membranas, además, hace que la batería tenga unos ciclos de recarga más largos y mayor densidad de corriente, lo que también favorece la reducción de costes unitarios.

Un posible inconveniente de estas baterías es mantener sus componentes en estado líquido, ya que parte de la energía aportada al sistema debe consumirse en ello. Los investigadores consiguieron densidades de corriente de 275 mA/cm2, con una eficiencia de ciclo del 98% en la carga y del 73% en el ciclo completo, operando a una temperatura de 450ºC. Sin embargo este prototipo, al usar plomo, ha reducido la temperatura con respecto al anterior en 250ºC.

Por otra parte la temperatura de funcionamiento puede ser también una ventaja: en caso de rotura del contenedor, la temperatura cae y los componentes se solidifican, por lo que no contaminan. En este sentido es una batería más segura que otra que funcione a temperatura ambiente.

Sin embargo, lo que hará que se adopten estos sistemas en el futuro es la pérdida de capacidad que tengan a lo largo de su vida operativa. Los experimentadores han cargado y descargado completamente su dispositivo 450 veces en 75 días; la extrapolación de los resultados indica que la batería conservaría el 85 % de su capacidad inicial a los 10 años de funcionamiento. Parte de esta vida operativa tan larga se debe al hecho de que no existen partes móviles que puedan degradarse con el uso, como ocurre en las baterías de litio de teléfonos y portátiles.

Sadoway ya ha revolucionado varias veces el mundo de las baterías. Su gran proyecto para el desarrollo de las baterías a gran escala para favorecer el uso de las energías renovables parece cada vez más cercano. Y será una revolución global.

Referencia:

Kangli Wang, Kai Jiang, Brice Chung, Takanari Ouchi, Paul J. Burke, Dane A. Boysen, David J. Bradwell, Hojong Kim, Ulrich Muecke & Donald R. Sadoway (2014) Lithium–antimony–lead liquid metal battery for grid-level energy storage Nature DOI: 10.1038/nature13700

 

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Esta anotación es una participación de Experientia docet en el XXXIX Carnaval de la Químicacuyo blog anfitrión es Gominolas de petróleo

13 Comentarios

Una batería de metal líquido y el futuro de las energías renovables

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santaklaussantaklaus

Todo muy bonito. Pero si hay un ministro que te va a poner un peaje si usas energía solar no es de recibo. No importan los avances tecnológicos si el ministro de Industria quiere dinero y te pone impuestos por usar energía limpia o barata.
Eso es lo que pasa en España, que se entere todo el planeta.

rootroot

Me temo que no entiendes que las tecnologías de baterías precisamente sirven para poder tener una instalación aislada de la red y por lo tanto no tener que pagar ningún “peaje” ni ninguna otra mordida que las grandes eléctricas quieran inventarse. Al no estar conectado a la red no te pueden cobrar nada, solo lo pueden hacer en caso de renovables conectadas a la red.

anacuboanacubo

Con el peaje, el gobierno ‘liberal’ protege las inversiones de las eléctricas. Si se han equivocado éstas en sus inversiones que apechuguen.
Son unos liberales muy raros.

Los Enlaces de ElE 09/26/2014 | EslaEnergía

[…] Una batería de metal líquido y el futuro de las energías renovables | #próxima | Cuaderno de Cul… Batería de metal líquido, con buena vida útil y relativo bajo coste de producción […]

juan guedejuan guede

No importa el peaje, si hay baterías consistentes, baratas y duraderas con gran capacidad tendríamos un sistema aislado de la red y —–……. a ponerle gafas al sol|||||

rootroot

Hay una tecnología de almacenamiento eléctrico mucho mejor en todos los sentidos que todos los muchos prototipos de baterías que se han inventado hasta ahora. Los supercondensadores de grafeno tienen una vida útil prácticamente ilimitada, mayor densidad de energía que la mejor de las baterías, funcionan a temperatura ambiente, tienen unos tiempos carga y descarga casi instantáneos, se pueden escalar a cualquier tamaño y no contienen ningún elemento contaminante por estar hechos básicamente de carbono. No entiendo como hay gente que sigue investigando otras tecnologías existiendo algo tan incontestablemente superior en todos los sentidos.

TojeiroTojeiro

Porque si siguieran tus sabios designios ahora mismo nuestras baterías seguirían siendo de sal, monedas y trapos viejos.

PacoPaco

Claro, el tipo este es tonto y tú muy listo.

Si no existe aún un prototipo funcional y usable desarrollado con grafeno por algo será.

Santiago RoigSantiago Roig

¿Y nadie es capaz de decirnos porqué no se comercializan los supercondensadores de grafeno? Se agradecería un poco más de información y un poco menos de ganas de polemizar y de replicar.

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