REVISTA DE INGENIERIA DYNA

Los investigadores del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), un laboratorio nacional del Departamento de Energía situado en Richland (Washington), están desarrollando una batería que podría resolver este problema. En un artículo publicado recientemente en Cell Reports Physical Science, demostraron cómo la congelación y descongelación de una solución salina fundida crea una batería recargable que puede almacenar energía de forma barata y eficiente durante semanas o meses. Esta capacidad es crucial para que la red eléctrica de Estados Unidos deje de utilizar combustibles fósiles que liberan gases de efecto invernadero y se oriente hacia las energías renovables. El presidente Joe Biden se ha fijado como objetivo reducir las emisiones de carbono de Estados Unidos a la mitad para 2030, lo que requerirá un gran aumento de la energía eólica, solar y otras fuentes de energía limpia, así como formas de almacenar la energía que producen.
La mayoría de las baterías convencionales almacenan la energía en forma de reacciones químicas a la espera de que se produzcan. Cuando la batería se conecta a un circuito externo, los electrones viajan de un lado a otro de la batería a través de ese circuito, generando electricidad. Pero incluso cuando la batería no está en uso, los iones se difunden gradualmente a través del electrolito. Cuando esto sucede durante semanas o meses, la pila pierde energía. Algunas baterías recargables pueden perder casi un tercio de su carga almacenada en un solo mes.
El electrolito está formado por una solución salina que es sólida a temperatura ambiente, pero que se convierte en líquido cuando se calienta a 180 grados Celsius. Cuando el electrolito es sólido, los iones quedan bloqueados, lo que impide la autodescarga. Sólo cuando el electrolito se licua, los iones pueden fluir por la batería, permitiendo que se cargue o descargue.
Crear una batería que pueda resistir ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento no es poca cosa. Las fluctuaciones de temperatura hacen que la batería se expanda y se contraiga, y los investigadores tuvieron que identificar materiales resistentes que pudieran tolerar estos cambios.
El resultado es una batería recargable fabricada con materiales relativamente baratos que puede almacenar energía durante largos periodos
La tecnología podría ser especialmente útil en un lugar como Alaska, donde la luz solar casi constante del verano coincide con índices relativamente bajos de uso de energía. Una batería capaz de almacenar energía durante meses podría permitir que la abundante energía solar del verano cubriera las necesidades eléctricas del invierno. Lo que resulta tan atractivo de la batería de congelación y descongelación es esa capacidad de cambio estacional.
Calentar la batería puede ser un reto, especialmente en lugares fríos. Incluso en condiciones suaves, el proceso de calentamiento requiere una energía equivalente a entre el 10 y el 15 por ciento de la capacidad de la batería. En fases posteriores del proyecto se estudiarán formas de reducir los requisitos de temperatura e incorporar un sistema de calefacción en la propia batería. Esta característica simplificaría la batería para el usuario y podría hacerla apta para el uso doméstico o a pequeña escala.