Batería de aluminio y azufre
Batería de aluminio y azufre – Las baterías líquidas, o baterías de flujo, pueden resolver el problema de las energías renovables intermitentes, como la eólica y la solar, almacenando energía en compuestos químicos, invirtiendo el proceso por la noche o cuando los vientos son suaves.
El desafío ha sido encontrar compuestos químicos que nos permitan hacer esto de una manera que cumpla simultáneamente con los criterios de viabilidad técnica y viabilidad económica.
En este intento, un equipo internacional (Canadá, China y EE. UU.) decidió invertir la forma tradicional en la que se investigan nuevas baterías: en lugar de investigar los compuestos más eficientes en el almacenamiento de energía y luego tratar de reducir costos, Quanquan Pang y sus colegas tomaron los elementos más baratos y comenzaron a ver lo mejor que podían hacer con ellos. .
Batería de aluminio y azufre
El equipo comenzó estudiando la tabla periódica, en busca de metales baratos y abundantes en la Tierra que pudieran reemplazar al raro y costoso litio. El metal comercialmente dominante, el hierro, no tiene las propiedades electroquímicas adecuadas para una batería eficiente, pero el segundo metal más abundante en el mercado, el aluminio, sí tiene estas propiedades; de hecho, el aluminio es el metal más abundante en la Tierra en términos de composición planetaria.
El más barato de todos los no metales es el azufre, por lo que se ha convertido en el material preferido para el segundo electrodo.
Entonces quedaba por decidir qué poner como electrolito, el material que se colocaría entre los dos electrodos para transportar iones de un lado a otro durante la carga y descarga de la batería.
El equipo probó algunos polímeros, pero finalmente centró su atención en una variedad de sales fundidas, que tienen puntos de fusión relativamente bajos, cerca del punto de ebullición del agua, a diferencia de los más de 500 °C de muchas sales. Una temperatura más baja abarata todo porque elimina la necesidad de medidas especiales de aislamiento térmico y anticorrosión.
Además de construir una batería barata, el equipo descubrió que su batería funciona mejor técnicamente de lo que ellos mismos esperaban.
Recarga ultrarrápida
Los primeros prototipos soportaron cientos de ciclos de carga y descarga (llegar a los miles es importante para la viabilidad comercial) y lograron una velocidad de recarga sorprendentemente alta, alcanzando la carga completa en menos de un minuto. La velocidad de carga depende en gran medida de la temperatura de funcionamiento, con recarga a 110° C siendo 25 veces más rápido que a 25°C.
Esta velocidad de recarga fue posible gracias a una ventaja inesperada que ofrecía la sal fundida que el equipo eligió como electrolito. Uno de los mayores problemas en la confiabilidad de las baterías es la formación de dendritas, que son puntas de metal delgadas que se acumulan en un electrodo y eventualmente crecen hasta que entran en contacto con el otro electrodo y provocan un cortocircuito. Pero esta sal en particular, gracias a su bajo punto de fusión, es muy buena para prevenir este mal funcionamiento.
Además, la batería no requiere ninguna fuente de calor externa para mantener su temperatura de funcionamiento: el calor se produce electroquímicamente de forma natural al cargar y descargar la batería.
Esta nueva fórmula de batería es ideal para instalaciones del tamaño necesario para alimentar una sola casa o una pequeña o mediana empresa, con una producción del orden de unas pocas decenas de kilovatios-hora. Para instalaciones más grandes, en la escala de decenas a cientos de megavatios-hora, el equipo sigue apostando por otra tecnología, las baterías de metal líquido que crearon hace unos años y que esperan sacar al mercado el próximo año.
La escala más pequeña de las baterías de aluminio y azufre también podría hacerlas prácticas para su uso como estaciones de carga para vehículos eléctricos. Por eso el equipo también ya está intentando recaudar fondos para hacer viable su comercialización.
