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Nueva batería de flujo capaz de revolucionar el almacenamiento de electricidad solar y eólica

Prototipo de batería de flujo en el laboratorio de Aziz.

 (Foto: Eliza Grinnell, SEAS Communications) 

Se ha demostrado un nuevo tipo de batería eléctrica de flujo que podría transformar de manera radical el modo en que se almacena la electricidad de origen solar o eólico para su uso de noche o cuando no sopla el viento. Esta nueva batería, tanto por sus características técnicas como por su bajo costo, puede hacer que la electricidad proveniente de fuentes renovables como la energía eólica o la solar sea mucho más barata y también tenga una disponibilidad mucho más segura que hoy en día en que a veces un día nublado o de poco viento puede poner en aprietos a una red eléctrica local.

Esta batería de flujo, libre de metal, se basa en la electroquímica de una clase de sustancias, las quinonas, que son similares a las moléculas que almacenan energía en plantas y animales, y que son abundantes y baratas.

La falta de concordancia entre la disponibilidad de viento (que inherentemente suele ser intermitente) o de luz del Sol (que además de estar disponible solo de día también puede decrecer bastante en días nublados) y la demanda de electricidad ha sido tradicionalmente el mayor obstáculo para conseguir que la mayor parte del consumo eléctrico provenga de fuentes renovables. Un medio rentable de almacenar grandes cantidades de energía eléctrica podría resolver este problema. Este medio puede que haya sido inventado recientemente.La nueva batería que aspira a solucionar ese obstáculo en la expansión de la energía solar y la eólica, ha sido diseñada, construida y probada en el laboratorio de Michael J. Aziz, profesor de Materiales y Tecnologías Energéticas en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS), adscrita a la Universidad de Harvard, la institución de enseñanza superior más antigua de Estados Unidos, y ubicada en Cambridge, Massachusetts. 

 Las baterías de flujo almacenan la energía en fluidos químicos contenidos en tanques externos en vez de hacerlo dentro de la propia caja de la batería. Cada uno de los dos componentes principales, que son el sistema de conversión electroquímico a través del cual se hace circular a los fluidos, y los tanques de almacenamiento de productos químicos, se puede diseñar con independencia del otro en cuanto a tamaño. Por lo tanto, la cantidad de energía que se puede almacenar está limitada sólo por el tamaño de los tanques. El diseño permite que grandes cantidades de energía sean almacenadas a un costo menor que con las baterías tradicionales. 

Por el contrario, en las baterías de electrodo sólido, tal como las que se emplean comúnmente en automóviles y dispositivos electrónicos de bolsillo, tanto los componentes responsables de la conversión de energía, como los componentes responsables de la capacidad de almacenamiento de esta energía, se empaquetan juntos en una misma unidad y no pueden ser desacoplados, lo que presenta desventajas para algunas aplicaciones, como la de almacenar a bajo costo inmensas cantidades de electricidad solar o eólica. 

 Los componentes activos de los electrolitos en la mayoría de las baterías de flujo han sido metales. El vanadio se utiliza en la tecnología más avanzada comercialmente de baterías de flujo actualmente en desarrollo, pero su costo establece un precio mínimo de partida bastante alto en el costo por kilovatio-hora, en cualquier escala. Otras baterías de flujo contienen electrocatalizadores de metales preciosos tales como el platino. La nueva batería de flujo desarrollada por el equipo de Aziz, Roy G. Gordon, Alán Aspuru-Guzik, Michael Marshak y Brian Huskinson ya tiene la misma eficiencia que las baterías de flujo basadas en el vanadio, pero se vale de productos químicos que son mucho más baratos y carece de electrocatalizadores de metales preciosos.

Para permitirle a una turbina eólica comercial almacenar su energía excedente a fin de compensar los descensos en el suministro eléctrico directo que se produzcan cuando el viento deje de soplar, sería necesario que, de utilizarse una batería de flujo, ésta estuviera acompañada por un gran tanque de almacenamiento. El tanque se podría emplazar en el subsuelo, bajo la turbina. La misma tecnología también podría tener aplicaciones para pequeños consumidores, como por ejemplo familias. Un dispositivo del tamaño de un depósito doméstico de gasóleo, como los usados para alimentar la calefacción de una vivienda, se podría instalar en un sótano o en cualquier otro rincón de una casa. El dispositivo podría almacenar la energía obtenida de los paneles solares del tejado durante las horas diarias de sol, proporcionando probablemente la energía suficiente para abastecer de electricidad el hogar desde las últimas horas de la tarde hasta las primeras de la mañana siguiente, sin quemar ni una gota de combustible fósil.

Fuente: noticias de la ciencia