“Un equipo de ingenieros y científicos de la Universidad de Harvard ha demostrado que es posible usar una batería recargable rentable que almacene electricidad a partir de fuentes de energía que resulten renovables y seguras, como el sol y el viento, tanto para uso residencial y como comercial.”
¿Cómo funciona?
En la nueva batería los electrones son recogidos y liberados por compuestos formados por elementos de bajo costo y muy abundantes en la Tierra como son el hierro, el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno y el potasio, una vez disueltos en agua.
Estos compuestos no resultan tóxicos, no son inflamables y están ampliamente disponibles, por lo que este sistema de baterías sería más seguro y más barato que otros similares.
Según sus propulsores, el elemento seguridad es el que marca realmente la diferencia ya que si debemos colocar acumuladores en los que almacenemos grandes cantidades de energía en sitios frecuentados por muchas personas, que éstos sean inmunes al fuego es una tranquilidad que no tiene precio.
Estas baterías, llamadas “de flujo” almacenan la energía procedente de fuentes renovables en unos tanques llenos de productos químicos orgánicos, no tóxicos y disueltos en agua, según un artículo que los profesores de Harvard han presentado a la revista Science, quienes publicaron los resultados de sus experimentos hace unos días.
Los científicos vienen trabajando en temas similares desde hace años y han logrado perfeccionar el sistema, obteniendo como resultado la “batería de flujo”, a la cual han llegado agregando colorantes orgánicos y aditivos de alimentos al agua de los tanques y aumentando su voltaje hasta en un 50%, por lo que los resultados son muy halagüeños: gran rendimiento, sin toxicidad ni corrosión y con materias primas de muy bajo costo.
La diferencia fundamental entre las baterías de electrodos sólidos y estas nuevas “de flujo”, estriba en que el almacenamiento se hace en tanques externos muy similares a los usados en las pilas de combustible. Los tanques establecen la capacidad de energía y el hardware de conversión electroquímica, través de los cuales se bombean los fluidos y que marca la capacidad de potencia, pero ambos se pueden dimensionar de manera independiente.
Mejorando lo mejorable
Los componentes activos de los electrolitos que se encuentran en la mayoría de los diseños de baterías de flujo, han sido de iones metálicos tales como vanadio disuelto en ácido. Estos metales son costosos, corrosivos, difíciles de manejar y cinéticamente lentos, lo que conduce a ineficiencias.
El año pasado, los científicos de Harvard demostraron que es posible construir una batería de flujo que remplace a los metales, con moléculas orgánicas (basadas en la química del carbono) llamados quinonas, que son productos químicos naturales y abundantes, ya que constituyen una parte integral de los procesos biológicos como la respiración celular y la fotosíntesis.
Mientras las quinonas en una solución de agua forman el lado negativo del electrolito de la batería, el lado positivo se basa en un electrolito convencional (de bromo) como el que se utiliza en otras baterías. El alto rendimiento y bajo costo de la tecnología que Harvard ha autorizado a utilizar a una compañía en Europa, tienen el potencial de proporcionar soluciones de almacenamiento económicas, fiables y seguras a todo nivel.
Pero la toxicidad del bromo les resultaba un inconveniente que querían evitar, así que el equipo comenzó a buscar una nueva receta que les proporcionara las ventajas de almacenamiento a las que aspiraban: bajos costos, durabilidad, eficiencia y seguridad, ya fuera en los hogares, como en las empresas. Su nueva batería remplaza el bromo con un ion tóxico y corrosivo llamado ferrocianuro.
El tener la palabra cianuro da a priori una mala impresión, pero según explicaron sus creadores, ante el alto contenido de hierro de la batería de flujo, éste se combina con el cianuro formando un compuesto inocuo llamado ferrocianuro que de hecho es comúnmente utilizado como fertilizante y aditivo alimentario.
La gran ventaja es que el ferrocianuro es muy estable y se diluye con mucha facilidad en medios alcalinos, por lo que al contrario de las baterías comunes que necesitan de ácidos para su funcionamiento, el medio de estas baterías de flujo tendría PHs diametralmente opuestos y podrían conservarse en envases de plástico, menos costosos que los de metal.
Almacenar en vez de vender
En muchos países, si no se puede utilizar al instante para satisfacer las demandas puntuales, la energía solar se desperdicia, a menos que los usuarios tengan el derecho de vender la electricidad generada y no consumida, pero para ello también existen topes por lo que muchos consumidores tienen pocos incentivos para instalar estos paneles.
Esa es la oportunidad de mercado emergente que Tesla Motors liderada por el empresario Elon Musk espera aprovechar con su sistema Powerwall anunciado hace un tiempo por su compañía.
Pero el diseño de la batería de flujo de los científicos de Harvard ofrece ventajas potenciales en costo y durabilidad que podrían ser una competencia seria y económicamente redituable, para el gigante norteamericano.
Muchas voces se han levantado a nivel mundial, para denunciar que las políticas gubernamentales de topes y contralor son en última instancia "antieconómicas e insostenibles”, dado que por un lado los gobiernos se decantan públicamente por la producción de energías limpias y dicen estar tomando medidas a favor de las mismas y por otro se dedican a poner cuantas trabas pueden al almacenamiento de las mismas.
