Varios investigadores están
experimentando con algunas ideas que podrían hacer que las baterías fueran
mucho mejores de lo que son hoy en día, algo que podría conducir a coches eléctricos más
asequibles y formas más baratas de almacenar energía renovable de forma que
permitiera una mayor penetración de las renovables sin provocar por ello situaciones potenciales de
indisponibilidad de la red.
Los conceptos que se están
desarrollando parten de la renovación de las baterías desde su componente más
básico: sustituir los electrolitos
iónicos por líquidos iónicos que mejoran las cualidades de las
baterías y aumenten sus aplicaciones.
Desde la compañía con sede en
Colorado, Boulder Ionics, se está desarrollando un tipo de electrolito que permitiría crear
baterías de alto rendimiento. Su electrolito, hecho a partir de líquidos
iónicos (sales fundidas por debajo de 100 ⁰C) puede funcionar a voltajes y temperaturas elevadas, no es
inflamable y no se evapora. Normalmente,
la producción de líquidos iónicos resulta cara, pero Boulder Ionics está
desarrollando un proceso de fabricación más barato.
- ¿QUÉ APORTAN LOS LÍQUIDOS IÓNICOS?
Los electrolitos también podrían
ayudar a mejorar la capacidad de almacenamiento de las baterías de ión-litio,
utilizadas en vehículos
eléctricos y teléfonos móviles. Además, podrían
ayudar a crear baterías
recargables de metal-aire que fueran
prácticas. En teoría, las de este tipo almacenarían 10 veces más energía que las de
ión-litio convencionales.
El proceso diseñado por la compañía Boulder Ionics podría crear
líquidos iónicos que -en las baterías creadas con dichos líquidos- fueran más baratos por watio-hora de almacenamiento
de energía que los electrolitos convencionales.
La empresa está reduciendo el coste de producción
principalmente de dos maneras. En primer lugar, ha pasado de un proceso por
lotes a uno continuo. Esto resulta mucho más rápido, ya que se tarda seis
minutos en crear un electrolito de líquido iónico, en comparación con los tres
días de un proceso convencional, y permite a la compañía producir más material
con un determinado tamaño de equipamiento, lo que reduce los costes de capital.
En lugar de construir una gran planta química, sería posible crear suficiente líquido iónico para 100.000 coches eléctricos en un
espacio del tamaño de una sala de estar.
- ELECTROLITOS vs LÍQUIDOS IÓNICOS
Los
electrolitos son uno de los cuatro componentes fundamentales de baterías o
supercondensadores (el ánodo, el cátodo, el separador y el electrolito). Son
los principales contribuyentes al rendimiento, la seguridad y el rango de
temperatura de funcionamiento de los dispositivos de almacenamiento de energía.
En comparación con electrolitos orgánicos existentes, los líquidos iónicos
ofrecen un aumento de la temperatura de funcionamiento, aumento del ciclo de
vida, una mejora de la seguridad, y el aumento de densidad de energía. Todas
estas mejoras se traducen en última instancia, para reducir el coste total de
producción de las baterías y supercondensadores, ya que son físicamente más
pequeños y requieren menos materias primas, duran más tiempo, o reduce el tamaño
y la complejidad del sistema de refrigeración.
- ULTACONDENSADORES ¿QUÉ ES ESO?
Los
ultracondensadores, también conocidos como supercondensadores o condensadores
de doble capa electroquímica (EDLCs), comparten muchas características con las
baterías, además, se pueden cargar y descargar mucho más rápido, con la
capacidad de carga y descarga completa en tiempos de menos de un minuto.
Tienen ciclos de vida mucho más largos, de cientos de miles o incluso millones
de ciclos. Esto hace que los ultracondensadores sean ideales para aplicaciones
que requieren alta potencia en un corto periodo de tiempo. Un ejemplo lo
encontraríamos en los grandes aerogeneradores donde los motores deben ajustar
la inclinación de las palas a medida que el viento cambia. Los pequeños ajustes
en el ángulo requieren un enorme cantidad de potencia durante unos segundos, y
estos ajustes se pueden producir cada uno o dos minutos, acumulando millones de
ciclos durante la vida útil de la turbina. Las Baterías fallarían en menos de un
mes en estas condiciones. Sin embargo, los ultracondensadores pueden durar
decenas de años. En los automóviles, un ultracondensador del tamaño de una
linterna puede arrancar el motor de un coche.
En un
ultracondensador, la energía depende del cuadrado de la tensión de servicio, el
uso líquidos iónicos podría elevar la tensión de servicio en casi un 50%, más
del doble de la energía en el dispositivo. Además, muchos líquidos iónicos no son
inflamables, mientras que el acetonitrilo, el electrolito que se encuentra en la mayoría
de los dispositivos actuales, tiene un punto de inflamación de sólo 2°C. Al
aumentar en gran medida la energía almacenada, mejorar la seguridad, y
permitiendo el funcionamiento a temperaturas más altas, los líquidos iónicos
pueden ampliar considerablemente el número de aplicaciones de los
supercondensadores.
- LÍQUIDOS IÓNICOS EN BATERÍAS DE IÓN LÍTIO.
El uso
de líquidos iónicos como aditivos en las baterías de iones de litio proporciona
varias ventajas, que no se pueden obtener en los electrolitos orgánicos o
acuosos convencionales. Los productos de Boulder Ionics pueden reducir la
inflamabilidad e incrementar el rango de temperatura de funcionamiento. Estas
características son particularmente atractivas para su uso en las baterías de iones
de litio.
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