Ion-litio, Na-ion, estado sólido, de flujo redox... tecnologías que ya están en el mercado para almacenar energía

En las últimas décadas, el coste de la generación de energía eólica y solar se ha reducido drásticamente. Esta es una de las razones por las que la energía renovable será la fuente de energía de más rápido crecimiento hasta 2050. Pero sin el almacenamiento será muy difícil su evolución y, finalmente, independencia de los combustibles fósiles. 

Por el momento todavía es relativamente caro almacenar energía. Y dado que la generación renovable no está disponible todo el tiempo, solo cuando sopla el viento o brilla el sol, el almacenamiento es esencial.

Desde baterías alcalinas para pequeños dispositivos electrónicos hasta baterías de iones de litio para automóviles y computadoras portátiles, la mayoría de las personas ya usan baterías en muchos aspectos de su vida diaria. Pero todavía hay mucho recorrido para crecer.

Por ejemplo, las baterías de alta capacidad con tiempos de descarga prolongados (hasta 10 horas) podrían ser valiosas para almacenar energía solar por la noche o aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos. En este momento hay muy pocas baterías de este tipo en uso. Sin embargo, según proyecciones recientes, es probable que para 2050 se instalen más de 100 GW de estas baterías, por ejemplo, a nivel de la Unión Europea. 

Nuevas tecnologías

Uno de los mayores obstáculos son los suministros limitados de litio y cobalto, que actualmente son esenciales para fabricar baterías ligeras y potentes. Según algunas estimaciones, alrededor del 10% del litio del mundo y casi todas las reservas de cobalto del mundo, se agotarán para 2050.

Además, casi el 70% del cobalto del mundo se extrae en el Congo, en condiciones que durante mucho tiempo se han documentado como inhumanas.

Los científicos están trabajando para desarrollar técnicas para reciclar baterías de litio y cobalto, y para diseñar baterías basadas en otros materiales. Tesla planea producir baterías sin cobalto en los próximos años. Otros apuntan a reemplazar el litio por sodio, que tiene propiedades muy similares a las del litio, pero es mucho más abundante. Esto podría dar un claro impulso a las tecnologías de almacenamiento de energía renovable.

Otra prioridad es hacer que las baterías sean más seguras. Un área de mejora son los electrolitos: el medio, a menudo líquido, que permite que una carga eléctrica fluya desde el ánodo o terminal negativo de la batería al cátodo o terminal positivo.

Baterías de estado sólido

Cuando se usa una batería, las partículas cargadas del electrolito se mueven para equilibrar la carga de la electricidad que sale de la batería. Los electrolitos suelen contener materiales inflamables. Si tienen fugas, la batería puede sobrecalentarse y prenderse fuego o derretirse.

Los científicos están desarrollando electrolitos sólidos, que harían las baterías más robustas. Es mucho más difícil que las partículas se muevan a través de sólidos que a través de líquidos, pero los resultados alentadores a escala de laboratorio sugieren que estas baterías podrían estar listas para su uso en vehículos eléctricos en los próximos años, con fechas objetivo de comercialización a partir de 2026.

Si bien las baterías de estado sólido serían adecuadas para la electrónica de consumo y los vehículos eléctricos, para el almacenamiento de energía a gran escala, los científicos están buscando diseños totalmente líquidos llamados baterías de flujo.

Tecnología redox de vanadio

El nombre de VoltStorage es sinónimo de una solución de alta tecnología innovadora en el mercado de las baterías de almacenamiento eléctrico. La empresa de tecnología verde con sede en Múnich, Alemania, es la primera en el mundo en producir unidades de almacenamiento de energía respetuosas con el medio ambiente y conscientes de los recursos para hogares privados mediante el uso de la tecnología de flujo redox de vanadio (VRF).

Es una alternativa muy buscada y ecológica a los productos convencionales de almacenamiento de energía de iones de litio (Li-Ion). 

Estas nuevas unidades de almacenamiento de energía son ecológicas y de muy bajo coste, y pueden funcionar a altas temperaturas, como las de las regiones (sub) tropicales.

Es una tecnología clave para la industria del almacenamiento de energía porque los materiales utilizados para producir las unidades de batería son respetuosos con el medio ambiente, de muy bajo costo y disponibles en todo el mundo.

Por lo tanto, uno de los principales objetivos es desarrollar un sistema de almacenamiento de energía listo para el mercado basado en esta tecnología. Se trata de un sistema de celdas pequeñas en funcionamiento con una eficiencia total de más del 75% que ya se ha alcanzado.

Estos son solo unos ejemplos. El hidrógeno verde, el amoníaco verde o las sales fundidas son otras alternativas que ya están en el mercado y que se desarrollarán de manera paralela. 

La carrera para hacerse con el podium de las más rentables y eficaces ha comenzado, y solo el tiempo dirá cuál de todas se hará con la baza ganadora.