Consiguen desarrollar una batería segura, no tóxica y barata basada en las pilas alcalinas.
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Recientemente se ha introducido una nueva ley en España para que aquellos que tengan unas placas fotovoltaicas en su casa tengan que pagar un extra en su factura de la luz si usan corriente proporcionada por una compañía.
Las placas solares fotovoltaicas son ya tan baratas que es rentable usarlas en directo, sobre todo en países como España en donde hace sol y la energía eléctrica es de las más caras del mundo. Así que lo ideal es consumir la corriente producida por ellas cuando hace sol y cuando no es así consumir la corriente normal. Esto es, si cabe, más rentable aún cuando hablamos de pequeñas empresas e industrias, que pueden tener amplios tejados y suelen estar cerradas por la noche.
En otros países incluso se instalan contadores de doble sentido para que la electricidad que le sobre a un ciudadano que tenga placas en su tejado se vuelque a la red y se le pague por ello.
Se puede intentar se totalmente autónomo con el uso de baterías cuando no hace sol, pero esta opción es, de momento, es muy cara.
Pero esta legislación española recientemente introducida trata de impedir este desarrollo del autoconsumo de energía solar, incluso a base de fuertísimas multas. Presumiblemente esto se ha hecho para proteger los privilegios de las compañías energéticas en cuyos consejos de administración hay numerosos expolíticos.
Nótese que todo lo anterior es objetivo, pero su conexión con la ciencia y tecnología viene a cuento debido a un desarrollo en baterías que se ha realizando en un almacén del Harlem de Manhattan (Nueva York). Allí, con un instrumental más propio de un restaurante que de un laboratorio de alta tecnología la pequeña compañía Urban Electric Power pretende abaratar el almacenamiento de energía eléctrica para que sea rentable no sólo producir energía de origen solar y consumirla en el acto, sino almacenarla para cuando no hace sol o viento. Su financiación proviene de ARPA–E en un intento más de conseguir la meta de una batería que cueste menos de 100 dólares por kilovatio-hora de energía almacenada.
Aunque ARPA–E pretende que las nuevas baterías se usen a gran escala para el uso industrial de energías alternativas y como sistemas de respaldo, nada impediría que esta tecnología se pudiera usar también en casa particulares.
El problema de todas las baterías es que son caras y su vida útil es corta. Esto es algo que sabe todo aquel que posea un portátil o un smarphone. Las baterías de litio de estos dispositivos tienen gran capacidad y son fiables, pero al cabo de un tiempo ya no sirven y su costo es un porcentaje apreciable del precio de todo el dispositivo. Estas baterías se usan con éxito en automóviles como los que produce Tesla, pero como son de alta gama el precio de las baterías es lo de menos.
Para una casa no es rentable usar baterías de litio si se tiene acceso a la energía eléctrica convencional. Para ello se necesitarían baterías más baratas, aunque puedan tener pegas que serían intolerables para su uso en automóviles, como un volumen o peso excesivo.
Esta compañía trata de crear un nuevo concepto de batería basado en las pilas alcalinas de toda la vida. Como en su investigación no usan materiales tóxicos volátiles las medidas de seguridad no son excesivas y pueden realizar el desarrollo en un almacén.
Las pilas alcalinas son baratas y de hecho lo deben ser mucho cuando las tiramos una vez agotadas, algo que desde el punto de vista ecológico no parece sensato (es mejor usar pilas recargables). Estas pilas están hechas de zinc y dióxido de manganeso y no se pueden recargar.
Cuando se trata de construir una batería recargable basada en estos mismos compuestos, el problema que se presenta son los defectos en forma que pequeñas fibras (dentritas) que crecen en el electrodo de zinc. Esta compañía está tratando de solucionar esto mediante la instalación de una hélice que crea un pequeño flujo en el electrolito (una disolución en agua). El electrolito, al estar en movimiento, impide la formación de las dentritas en el electrodo de zinc.
Por otro lado, también trabajan en la mejora del electrodo de manganeso usando grafito para mejorar su conductividad. Mezclan manganeso, polvo de grafito y alcohol isopropílico para crear una pasta. Luego dan forma a esta pasta y esperan a que el alcohol se evapore.
A este nivel de desarrollo el costo de una batería de este tipo hecha a mano sale por 200 dólares por cada kilovatio-hora de almacenamiento. Pero esperan rebajar el costo con la producción industrial hasta los 91 dólares por kilovatio-hora. Salen más baratas que las baterías de plomo.
De momento las baterías aguantan 3000 ciclos de carga de dos horas, pero esperan alcanzar los 10.000 ciclos o más, incluso para pulsos de sólo 12 minutos. Además, la corriente eléctrica producida es estable aunque estén cargadas a un 20% o a un 78%.
La primera demostración a gran escala va a ser el uso de 900 baterías de este tipo en un colegio universitario de Nueva York. Ya hay instaladas 448 que proporcionan 300 amperios. La idea es ayudar a la compañía de la luz local a cubrir los picos de demanda. Si la idea funciona se podría crear una red distribuida de estos complejos de baterías para así tener un suministro más fiable y seguro. Este tipo de instalaciones se pueden hacer en sótanos sin miedo a incendios o a problemas de otro tipo (emisiones, toxicidad, etc) como los que presentan los generadores diesel.
Los competidores a estas baterías son otros tipos de baterías, sistemas de gas comprimidos, ruedas de inercia, etc. Los EEUU tienen ya 25 gigavatios-hora de almacenamiento eléctrico, pero en su mayoría son sistemas de embalses en los que el agua puede ser bombeada de un nivel inferior a otro superior para almacenar energía y dejarla caer para recuperarla, pero la capacidad de instalar algo así depende mucho de la orografía. Un sistema de baterías baratas permitiría almacenar energía sin necesidad de hacer uso de ese tipo de instalaciones. La ley en California ya obliga a las compañías energéticas a instalar 1,3 gigavatios-hora de esta nueva generación de sistema de almacenamiento.
A ver si con un poco de suerte se puede contar con baterías económicas, fiables y seguras para instalar en las casas. Si algo así fuera posible las viviendas unifamiliares se podrían desenganchar totalmente de las compañías eléctricas.
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Fuentes y referencias:
Nota en Scientifc American. [2]
Foto cabecera: NeoFronteras.