Viejos materiales permiten nuevas baterías de gran capacidad

Estos grandes tanques que contienen hierro,
cromo y agua para almacenar electricidad son uno de
los elementos clave de una nueva batería barata.

Eliminar los inconvenientes de trabajar con hierro genera una gran capacidad de almacenamiento pero su eficiencia solo alcanza el 70%.

POR KEVIN BULLIS TRADUCIDO POR LÍA MOYA

En una pequeña central eléctrica solar cerca de Modesto (California, EEUU) lastart-up Enervault presentó hace poco una tecnología para baterías que servirá para aumentar la cantidad de energía renovable que pueden aprovechar las eléctricas. La tecnología se basa en materiales baratos a los que los investigadores ya habían renunciado principalmente porque hasta ahora las baterías fabricadas con ellos no duraban lo suficiente como para resultar prácticas. Pero la empresa afirma que ya sabe cómo hacer que las baterías duren décadas.

La tecnología se está probando en una gran batería que almacena un megavatio-hora de electricidad, lo suficiente para tener encendidas 10.000 bombillas de 100 vatios durante una hora. Enervault afirma que sus baterías podrían competir con la forma más barata de almacenaje de electricidad que existe en la actualidad, bombear agua colina arriba para que pueda hacer girar turbinas en el camino de bajada, algo que sólo se puede lograr en determinados lugares, evidentemente. La empresa ha estado probando una versión de la tecnología similar aunque mucho más pequeña durante dos años, con buenos resultados. Ha recaudado 30 millones de dólares (unos 22 millones de euros) en financiación, incluyendo una subvención de 5 millones de dólares (unos 3,7 millones de euros) del Departamento de Energía de Estados Unidos.

Las baterías están especialmente bien adaptadas para almacenar grandes cantidades de electricidad, muchas horas de producción de una central eólica o solar. Por lo tanto podrían servir para resolver uno de los grandes problemas de las renovables: a veces generan electricidad cuando no se necesita demasiada, por ejemplo a primera hora de la mañana o en días soleados pero frescos de un fin de semana.

Su tecnología es un tipo de batería de flujo, bautizadas así porque los materiales para almacenar la electricidad se encuentran en estado líquido. El material que almacena la electricidad, se guarda en grandes tanques hasta que hace falta; entonces se bombea a través de un dispositivo relativamente pequeño llamado pila, donde interactúa para generar electricidad. Construir tanques más grandes es relativamente barato, así que cuanto mayor sea la capacidad de almacenaje, mejor salen las cuentas. Eso significa que las baterías sirven para almacenar horas o días de electricidad, pero no para proporcionar refuerzos rápidos a la red.

Esta versión concreta de Enervault usa agua, cromo y hierro, materiales baratos y seguros que ya se habían probado en baterías en la década de 1970. Pero reacciones químicas no deseadas, por ejemplo la liberación de hidrógeno, hacían que se degradaran, con lo que cada vez tenían menos capacidad de almacenaje de electricidad.

"Al demostrar que las reacciones no deseadas son reversibles, hemos resuelto el problema de la química del hierro y el cromo", explica el director ejecutivo de Enervault, Jim Pape. La empresa afirma que los materiales para almacenar energía pueden durar más de 20 años. 

Un inconveniente importante de la tecnología es que tiene una eficiencia menor del 70%, es decir que el 30% de la electricidad empleada para cargar la batería se pierde (muchas baterías tienen ya una eficiencia superior al 90%). La empresa explica que aún así usar su batería compensa en términos económicos, pero una batería tan poco eficiente quizá no sea la ideal para las energías renovables a gran escala dado que habría que instalar más paneles solares para compensar las pérdidas.

Enervault explica que cuando sus baterías se produzcan comercialmente en tamaños aún mayores que el modelo de prueba actual, costarán una quinta parte de lo que cuestan las baterías de flujo redox de vanadio, que ya se han probado a gran escala y probablemente sean el tipo de batería de flujo que está más cerca de llegar al mercado ahora mismo. Hace poco investigadores de la Universidad de Harvard (EEUU) crearon una batería de flujo que podría ser incluso más barata que la de Enervault, pero el prototipo es pequeño y pueden pasar muchos años antes de que se llegue a producir una versión comercializable (ver "La biología acerca las baterías de gran almacenaje para las energía solar y eólica"). Una spin-off del Instituto Tecnológico de Massachusetts (EEUU), Sun Catalytix, también está desarrollando una batería de flujo avanzada, pero su prototipo también es pequeño (ver "Una start-up desarrolla una batería para la red más barata"). Y se están desarrollando otros tipos de baterías baratas de larga duración usando materiales como los metales fundidos (ver "La financiación de empresas especializadas en baterías sugiere novedades en el sector").

Además, aún no está claro que el mercado para baterías diseñadas para almacenar muchas horas de electricidad sea rentable. La combinación de previsiones meteorológicas avanzadas, centrales eléctricas de combustibles fósiles de respuesta rápida, mejores redes de transmisión y controles inteligentes para la energía eólica y solar podría retrasar la necesidad de instalar este tipo de baterías (ver "TR10: Energías eólica y solar inteligentes"). California exige a sus eléctricas que inviertan en el almacenaje de energía, pero no ha especificado de qué tipo y no está claro qué clase de baterías resultarán las más valiosas a corto plazo, si las de carga lenta como las de Enervault, o las que proporcionan explosiones rápidas de energía para compensar las variaciones a corto plazo en el suministro eléctrico. Tesla Motors, una empresa que está desarrollando este último tipo, espera producirlas a un precio asequible fabricándolas en una fábrica inmensa. (MIT)