Los científicos crean una batería segura y barata. Tecnología gana premio por almacenamiento de energía a gran escala
Se ha desarrollado una batería segura, económica y sostenible para el almacenamiento de energía en el Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping. La nueva tecnología se basa en dos grandes innovaciones: la fabricación de electrodos a base de madera en forma laminada y un nuevo tipo de electrolito a base de agua.
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El resultado fue publicado en la revista científica Advanced Energy and Sustainability Research. La tecnología fue patentada y será comercializada por la empresa spin-off de Norrköping, Ligna Energy AB, que recibió el premio a la mejor “Startup for Climate”, durante la reciente reunión COP26 en Glasgow.
La mayor participación de las energías renovables en la matriz energética y el aumento del consumo eléctrico en la sociedad están provocando grandes desafíos para el equilibrio de las redes de suministro energético. En principio, la electricidad se consume en el momento de su producción y actualmente existen opciones limitadas para almacenar grandes cantidades de electricidad. El problema es particularmente agudo durante las olas de frío cuando la demanda de electricidad es más alta. Un desequilibrio en la red puede provocar graves cortes de energía.
La energía potencial de salida es lo suficientemente alta como para que la tecnología mantenga el equilibrio energético en el suministro de electricidad.
El profesor Xavier Crispin y sus colegas del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping han desarrollado un concepto de almacenamiento de energía a gran escala que es seguro, económico y sostenible. La energía potencial de salida es lo suficientemente alta para que la tecnología mantenga el equilibrio energético en el suministro de electricidad.
“Nuestros resultados permiten el almacenamiento seguro y ambientalmente sostenible de energía orgánica con una alta densidad de potencia, 5 kW/kg, donde los electrodos se fabrican con material a base de madera en una impresora tipográfica. Sin embargo, debemos aumentar la densidad de energía: nuestras baterías orgánicas son mejores que los supercondensadores normales y tienen casi el mismo rendimiento que las baterías de plomo-ácido. Pero las baterías de iones de litio son mejores”, dice Xavier Crispín.
Los intentos anteriores de desarrollar un sistema sostenible para el almacenamiento de energía basado en electrolitos orgánicos y a base de agua baratos con electrodos a base de carbono han tenido problemas con la autodescarga rápida: ha sido difícil lograrlo más de un día.
La batería utiliza un nuevo tipo de electrolito a base de agua y electrodos hechos de lignina, que es un subproducto barato de la fabricación de papel, fácilmente disponible.
Los excelentes resultados presentados en el documento se basan en dos descubrimientos: un nuevo tipo de electrolito a base de agua y electrodos hechos de lignina, que es un subproducto barato de la fabricación de papel que está fácilmente disponible. Los investigadores desarrollaron un polielectrolito que consiste en un polímero a base de agua altamente concentrado, poliacrilato de potasio, junto con biopolímero de lignina (como electrodo positivo) y poliimida mezclada con carbón conductor (como electrodo negativo).
“La caída de tensión, que mide la autodescarga, es inferior a 0,5 V en 100 horas, lo que constituye un récord mundial de almacenamiento de energía con electrodos orgánicos en electrolitos a base de agua”, dice Xavier Crispin.
Y la nueva tecnología utiliza materia prima barata: ni la lignina, ni el carbón, ni el polielectrolito cuestan más de 1 USD/kg. Estos son materiales no inflamables fácilmente disponibles y la tecnología se puede ampliar a baterías grandes. Es una solución sostenible para el almacenamiento seguro de energía a gran escala.
