Medio Ambiente

Energía verde y el papel de las baterías ecológicas

Vivimos en una época de digitalización, de cambios de paradigma, de nuevos enfoques que incluyen la migración hacia la energía verde. No es una necesidad que pueda esperar, sino un requerimiento actual en torno a avanzar hacia una transición energética que nos ayude a disminuir nuestro impacto en el ambiente.

La revolución energética se sustenta en el desarrollo de energía limpia, no contaminante, sustentable y que proceda de fuentes renovables.

¿Te has preguntado qué se está haciendo para avanzar en el aprovechamiento de la energía verde? En este artículo te presentamos una de sus posibilidades: la innovación en el almacenamiento de energía y las investigaciones que se adelantan en el área.

La evolución de las baterías que no guardan energía verde

Si vemos a nuestro alrededor destaca la cantidad de dispositivos electrónicos, móviles, ordenadores y otros artefactos que requieren energía. Incluso cada vez son más comunes los medios de transporte eléctricos, tanto personales como masivos.

Todos tienen algo en común: requieren energía. Además, en muchos casos, energía almacenada, porque no es posible contar siempre con una toma eléctrica a la cual conectarnos.

Una de las opciones para el almacenamiento de energía que ya se nos hace muy familiar son las baterías. Estas piezas tienen una función fundamental: han permitido la movilidad eléctrica y con su éxito también ha crecido la demanda de procesos que las mejoren.

Parafraseando el dicho, “mucha energía ha corrido” en la historia del desarrollo de las baterías. Esta ha sido su evolución:

La pila de Volta

Alessandro Volta construyó su primera pila en 1798 utilizando discos alternativos de zinc y de cobre apilados separados por una capa humedecida en salmuera.

Su inconveniente:

  • Distaba de las baterías industrializadas actuales porque su diseño generaba una batería de corta duración.

Batería de Carbono-Zinc

Hacia 1988 el científico Carl Gassner inventaba la celda seca, una celda de almacenamiento de energía que hizo comercialmente viable a la batería.

Aunque se trata de un diseño parecido a las pilas de carbono-zinc actuales, sus inconvenientes incluyen:

  • Su voltaje cae constantemente con la descarga.
  • No tiene buen servicio a baja temperatura.

Baterías de Níquel-Cadmio

Son ampliamente utilizadas en la industria del automóvil y ofrecen un buen rendimiento a temperaturas bajas. Sin embargo, también presentan algunas desventajas:

  • Costo elevado de los materiales utilizados en su fabricación, lo cual no es totalmente compatible con los principios de energía verde.
  • Efecto memoria, el cual afecta negativamente la capacidad de acumulación de la batería en la medida en que se producen más ciclos de carga/descarga.
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Imagen de Unsplash.

Fabricando baterías eco-friendly que almacenan energía verde

Cuando pensamos en innovación para fabricar baterías ecológicas, económicamente viables y respetuosas con el ambiente varias están destacando:

Baterías recargables de Li-ion

Desarrolladas con tecnología de iones de litio (Li-ion) para proveer mayor carga en dispositivos electrónicos de consumo masivo y vehículos eléctricos.

Supercapacitores

Que complementan a las baterías de Li-ion y tienen procesos más rápidos de carga y descarga.

Baterías de flujo redox

Son una alternativa más segura, duradera y escalable para proveer de energía a los vehículos eléctricos.

Acumuladores de estado sólido para tener energía verde

Son acumuladores de Li-ion con electrolito sólido, más fiables, duraderas y que retienen por más tiempo su capacidad de carga.

Particularmente, los proyectos de desarrollo de baterías de estado sólido buscan crear compuestos que sean compatibles con materiales utilizados para crear electrodos de alta energía. En esta línea de investigación y desarrollo destaca la iniciativa All Solid-sTate Reliable BATtery for 2025 o ASTRABAT.

ASTRABAT: avanzando en la transición energética

El proyecto ASTRABAT busca innovar en los procesos de producción de baterías de iones de litio (Li-ion) en estado sólido. Para ello, cuenta con un financiamiento inicial de la Unión Europea de 7,8 millones de euros para los primeros cuatro años y reúne investigadores, expertos y fabricantes de 14 países europeos.

Hay varias metas importantes en el proyecto:

  • Combinar los nuevos materiales de manera óptima con electrodos de alta energía.
  • Utilizar procesos convencionales y ya estandarizados de fabricación.
  • Evitar dependencias con terceros países y otros factores que puedan obstaculizar la transición energética en Europa.

Los avances y proyecciones en el proyecto ASTRABAT se orientan hacia:

  • Diseñar procesos de producción a escala comercial más eficientes y que reduzcan el costo del uso de energía verde en la movilidad.
  • Producción de baterías con un mayor rango de temperatura de funcionamiento.
  • Desarrollar nuevas tecnologías de células de iones de litio que permitan crear un electrolito híbrido con componentes orgánicos e inorgánicos más eficientes.

La investigación e innovación aplicada al desarrollo de baterías más eficientes es un pilar fundamental para la adopción de la energía verde. En general, se buscan esquemas de producción y almacenamiento de energía que incrementen la durabilidad y la velocidad de carga/descarga.

A su vez, se pretende que los acumuladores o baterías tengan mayor densidad de energía, potencia, seguridad, ciclos de vida prolongados y un proceso integral de reciclaje. Un objetivo común es que adoptemos formas de energía verde en donde la generación, consumo y almacenamiento sea sostenible y respetuoso con el medio ambiente.

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