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Descubren un material que abarata el coste de almacenar energía solar y eólica
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Nuevas baterías semisólidas

Descubren un material que abarata el coste de almacenar energía solar y eólica

Investigadores estadounidenses han desarrollado un sistema de almacenamiento líquido para fuentes de energía renovables que aseguran es más barato que los que se usan actualmente

Foto: Este nuevo material abre la puerta a baterías semisólidas más baratas y eficientes. (Reuters/Paul Hackett)
Este nuevo material abre la puerta a baterías semisólidas más baratas y eficientes. (Reuters/Paul Hackett)

Un equipo multidisciplinar de investigadores del MIT, en Estados Unidos, ha encontrado una nueva solución para almacenar la energía eólica y solar cuando no sopla el viento o cuando se hace de noche. Se trata de un material con textura espesa que funciona como electrodo para las baterías semisólidas y que, según los científicos, las hace más baratas y eficientes que las de litio.

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Estas baterías semisólidas se conocen como baterías de flujo. Son baterías recargables con dos componentes químicos que van disueltos en un medio líquido y que se meten en dos recipientes distintos unidos por una membrana. Este tipo de baterías es muy útil para almacenar energía proveniente de fuentes renovables porque es flexible, se puede escalar en tamaño para aumentar su capacidad y es relativamente barata.

Pero los materiales químicos empleados hasta ahora —como el vanadio que usa la batería de flujo de redox— son demasiado caros para ser tenidos en cuenta como un sistema de almacenaje de energía eficiente y de larga duración.

placeholder El interior de una batería de flujo de redox de vanadio. (Wikimedia)
El interior de una batería de flujo de redox de vanadio. (Wikimedia)

El trabajo de los investigadores del MIT busca reducir el coste de las baterías de flujo usando materiales químicos más baratos para reemplazar los que se usan habitualmente. Algunos de estos materiales, dicen los científicos, ofrecen la capacidad de almacenamiento y la densidad energética necesarias para funcionar con sistemas de energía de megavatios y más grandes.

El equipo se puso a la búsqueda de componentes químicos menos costosos, pero que también presentaran un gran potencial energético. Finalmente dieron con un novedoso conductor eléctrico: una mezcla espesa y oscura que contiene partículas de dióxido de manganeso y negro de carbón, un aditivo conductor de la electricidad. Este compuesto, dicen los investigadores, cuando se vierte dentro de la batería reacciona con una solución conductora de zinc y consigue convertir eficazmente la energía química en electricidad.

placeholder Este nuevo material está hecho de partículas de dióxido de manganeso y negro de carbón.  (MIT)
Este nuevo material está hecho de partículas de dióxido de manganeso y negro de carbón. (MIT)

La capacidad de este tipo de baterías viene determinado por el volumen. Cuanto mayor es la cantidad de solución electrolítica que fluye por ellas, reaccionando y convirtiendo la energía química en energía eléctrica, más electricidad pueden proporcionar.

"Realizamos un análisis exhaustivo y ascendente para entender cómo la composición de la batería afecta al rendimiento y al coste, examinando todas las compensaciones", dice Thaneer Malai Narayanan, el investigador que ha liderado este trabajo. "Demostramos que nuestro sistema puede ser más barato que otros y que se puede escalar".

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Los investigadores han publicado sus resultados en la revista Joule. En su artículo cuentan cómo probaron la eficacia y el coste operativo de su nuevo sistema frente a sus competidores, fundamentalmente las baterías de litio y las de flujo de redox de vanadio. Calcularon lo que costaría hacer funcionar el sistema durante ocho, veinticuatro y setenta y dos horas. Y descubrieron que cuando se almacena energía durante más de un día, su diseño es más eficiente que el resto. Y eso teniendo en cuenta, dicen los investigadores, que al utilizar una mezcla espesa en lugar de las líquidas que se usan habitualmente, hace falta más energía para bombearla desde el depósito hasta la membrana. Aún con ese sobrecosto, los científicos afirman que su sistema de batería de flujo semisólido funcionó mejor.

Narayanan asegura que el siguiente paso es construir su batería y seguir probando otros materiales que han ido descubriendo durante sus investigaciones. Pero confía en que este tipo de tecnología esté comercialmente disponible en poco tiempo.

placeholder Thaneer Malai Narayanan, el investigador que ha liderado este descubrimiento. (MIT)
Thaneer Malai Narayanan, el investigador que ha liderado este descubrimiento. (MIT)

"La transición a la energía limpia requiere sistemas de almacenamiento de energía de distinta duración para cuando el sol no brilla y el viento no sopla", afirma Emre Gençer, científico investigador de la Iniciativa de Energía del MIT y miembro del equipo detrás de este descubrimiento. "Nuestro trabajo demuestra que una batería de flujo semisólido podría ser una opción tanto vital como económica cuando estas fuentes de energía renovable variable no puedan generar energía durante un día o más, en el caso de desastres naturales, por ejemplo".

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