La densidad volumétrica de una batería de iones de litio ronda los 2.000 Wh/l, las de hierro-aire alcanzan 9.700 Wh/l, una cifra muy elevada que permitiría a los coches eléctricos conseguir autonomías similares a las de uno de combustión. Los escollos de pérdida de capacidad de carga, de acuerdo con los investigadores, están en proceso de ser solucionados.

la tecnología de hierro-aire está a un paso de comenzar a ser una alternativa mucho más económica. Así lo ha confirmado la startup norteamericana Form Energy, que ha confirmado el emplazamiento de su primera fábrica. Esta tecnología se ha desvelado como una excelente alternativa por cuestiones como su elevada densidad volumétrica, llegando a superar los 9.000 Wh/L, pero sobre todo por su composición principalmente usando hierro, que la hace muy económica y mucho más sostenible que las de litio, y que además añade la reducción de la dependencia.

El futuro de las baterías para dispositivos móviles parece pasar por la utilización del grafeno en las llamadas baterías de litio-aire. Con su forma parecida al coral, el material poroso del grafeno puede reemplazar a las hojas de grafeno que se han utilizado en los primeros experimentos con este tipo de baterías.

Investigadores del Argonne National Laboratory de Chigago, han creado una batería de litio-aire con que anuncia una densidad energética teórica 5 veces mayor que la de las baterías de iones de litio convencionales. Esta batería se basa en las propiedades del superóxido de litio (LiO2).

Las baterías suministran electrones al someterse a reacciones químicas reversibles. Eso significa que todos los reactivos deben estar dentro de la batería, lo que aumenta su peso y volumen. Las baterías de litio-aire podrían potencialmente cambiar eso. En un electrodo, tienen metal de litio puro, en lugar de un químico que contiene litio. En el otro, el litio reacciona con el oxígeno en el aire. Cuando la batería está cargada, esta reacción se invierte y el oxígeno regresa a nuestra atmósfera.

Científicos de la Universidad de George Washington dirigidos por el Profesor Stuart Licht han presentado los principios de funcionamiento de una nueva clase de baterías recargables, las baterías de fundido-aire, que se colocan entre las tecnologías con mayor capacidad de almacenaje de energía.

Hablamos a menudo sobre las promesas que nuevas tecnologías ofrecen a la hora de revolucionar esas baterías que limitan a nuestros dispositivos móviles, pero, ¿y si no fueran necesarias baterías para alimentarlos y potenciar sus prestaciones?

La batería resultante funciona en condiciones ambientales con una eficiencia energética del 90,2% y una densidad energética de 1.500 Wh/kg, una cifra ocho veces superior a la exhibida por las baterías de iones de litio de última generación. La vida útil estimada es de 1.200 ciclos de carga y descarga completos, un valor de auténtico récord para esta tecnología.

"Un catalizador desarrollado por investigadores del MIT hace que las baterías recargables de litio-aire sean mucho más eficientes—lo que acerca la posibilidad de que estas baterías de alta densidad de energía sean prácticas para su uso en vehículos eléctricos y en otros dispositivos."

Las baterías son el componente clave para el desarrollo del coche eléctrico: a día de hoy, son el principal motivo detrás del elevado precio de los coches eléctricos, y de su evolución depende directamente que la autonomía aumente lo suficiente como para que se conviertan en una alternativa a los coches de combustión en todos los ámbitos y usos.

Una investigación que forma parte Proyecto Europeo Graphene Flagship, con el que colaboran el parque tecnológico CIC energiGUNE de Vitoria y el CSIC, ha desarrollado una batería de sodio-aire en cuyo cátodo han empleado una biotinta de grafeno en forma de aerogel. El resultado es una batería que supera en eficiencia las experiencias anteriores con este material, elevando su vida útil hasta ser capaz de mantener el 75% del rendimiento inicial después de 5.000 ciclos de carga- descarga.

Se llama Albufera Energy Storage y se propone desarrollar baterías de aluminio-aire recargables "para cubrir necesidades sociales, presentes y futuras, en materia de almacenamiento energético". La empresa ha anunciado que seguirá "varias líneas de investigación paralelas para el desarrollo y la selección de componentes que permitan alcanzar unas especificaciones óptimas".

Una compañía japonesa ha desarrollado un nuevo sistema de abastecimiento eléctrico denominado Water Energy System (Sistema de Energía por Agua) basado en pilas que utilizan agua como combustible y que no emiten CO2. ¿Estamos ante el fin de la era de la economía basada en el petróleo? Esperemos que sí.

El almacenamiento de energía excedente de la eólica puede hacerse mediante depósitos de agua, pero es costoso. Sin embargo, las baterías de aire líquido se pueden construir en cualquier lugar, dijo el director ejecutivo de Highview, Javier Cavada: “El aire está en todas partes del mundo. La nueva batería de aire líquido, desarrollada por Highview Power, estará operativa en 2022 y podrá alimentar hasta 200,000 hogares durante cinco horas y almacenar energía durante muchas semanas.

Los coches híbridos, que combinan un motor de explosión con una batería, no terminan de triunfar comercialmente entre otras cosas debido a que, en comparación, son más caros. Ahora, un ingeniero del Swiss Federal Institute of Technology ha ideado un nuevo sistema híbrido que no necesita de la batería para ahorrar combustible, sino que almacena energía usando los pistones del motor para comprimir el aire y almacenar la energía. Según su creador, esta tecnología es hasta diez veces más barata que la híbrida gasolina-eléctrica actual.

Las baterías de silicio-aire son consideradas como una alternativa prometedora y rentable a las actuales tecnologías de almacenamiento de energía. Sin embargo, hasta ahora solo han alcanzado tiempos de funcionamiento relativamente cortos. Unos investigadores han descubierto por qué y han ideado un modo de solucionar esta limitación. A fin de solucionar este problema, los investigadores desarrollaron un sistema de bombeo en el que el fluido electrolítico (hidróxido de potasio disuelto en agua) era recargado periódicamente.

Para su desarrollo, los investigadores han empleado una nueva capa protectora para el ánodo de de litio, que impide que reaccione con el oxígeno y luego se deteriore, y una nueva mezcla de electrolitos que permite que la célula funcione en una atmósfera de aire. En pruebas en un entorno de aire natural, esta célula mantuvo un alto rendimiento durante 700 ciclos, superando con creces la tecnología anterior. Según Salehi-Khojin, en los ensayos, "la capacidad de almacenamiento de energía de esta batería ha sido aproximadamente tres veces mayor qu

«Nuestro sistema consiste en recoger aire de la atmósfera, se comprime (700 litros de volumen se consigue reducir a un litro) y se enfría hasta los 196ºC bajo cero», explica a El Periódico de la Energía Luis Ángel Fernández Rodríguez, Business Development Manager en España de Highview Power. En ese proceso de licuefacción o criogenización, «retiramos el agua e incluso el CO2, si es necesario por el entorno en donde se instale la planta, y el resultado es un aire mucho más limpio».

Es probable que la actual tecnología de las baterías de iones de litio no pueda afrontar la gran demanda de energía de las próximas décadas. Se estima que, en el año 2050, la electricidad representará el 50% de la matriz energética mundial. En la actualidad dicho índice es del 18%. En tanto, la capacidad instalada para la producción de energías renovables crecerá cuatro veces más.

La energía que usa para el aire acondicionado se puede reducir por medios sostenibles, la Universidad de Sunshine Coast (USC), en Queensland, Australia, ha instalado una “batería de agua” de tres pisos para reducir tanto la demanda de energía como el coste. El sistema de almacenamiento de energía térmica utilizará un gran tanque de agua que se enfría mediante un “proceso térmico complejo” con la ayuda de 6.000 paneles solares fotovoltaicos instalados en el campus de Sippy Downs de la USC.

Un nuevo tipo de batería alimentada en parte de aire podría dar hasta diez veces la capacidad de almacenamiento de energía que los diseños disponibles en la actualidad. Esta mejora se consigue sustituyendo componentes químicos por otros más ligeros que aprovechan del oxígeno del aire para realizar la misma función, consiguiendo así reducir el tamaño y el peso. Visto en TreeHugger.