Las baterías de litio son una excelente solución para almacenar energía generada por paneles solares u otras fuentes de electricidad verde. Pero se descargan rápidamente, por lo que esta es una solución a corto plazo: ahorrar energía "para el futuro" no funcionará. Además, se necesitan instalaciones de almacenamiento muy masivas para almacenar grandes cantidades de energía (una de ellas fue construida por Elon Musk en Australia).
Los expertos han estado buscando una solución adecuada durante muchos años, pero hasta ahora no se ha creado nada radical. Sin embargo, recientemente las celdas de combustible que generan energía a partir de, por ejemplo, hidrógeno, se han vuelto más populares. El otro día se supo sobre un nuevo tipo de celdas de combustible que funcionan en dos direcciones a la vez: pueden generar electricidad a partir de metano o hidrógeno, o pueden consumir energía y producir metano o hidrógeno.
La eficiencia de la célula es bastante alta: si gastas una cierta cantidad de energía en la producción de metano o hidrógeno, y luego dejas que todo vaya en la dirección opuesta, entonces puedes obtener el 75% de la electricidad gastada antes. En principio, muy bien.
Limitaciones
Las baterías, como se mencionó anteriormente, no son demasiado buenas para el suministro de electricidad a largo plazo.
Otras desventajas son la lenta velocidad de recarga más el alto costo. Una buena solución pueden ser las baterías de flujo, que se utilizan cada vez más.
Una batería que fluye (redox) es un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica que es un cruce entre una batería convencional y una pila de combustible. Se bombea un electrolito líquido, que consiste en una solución de sales metálicas, a través del núcleo, que consiste en un electrodo positivo y negativo, separado por una membrana. El intercambio iónico que surge entre el cátodo y el ánodo conduce a la generación de electricidad.
Pero las baterías recargables instantáneas no son tan efectivas como las baterías tradicionales, pero el electrolito que se usa en ellas generalmente es tóxico o causa corrosión (y a veces ambos).
Una alternativa al almacenamiento de energía durante mucho tiempo es convertir el exceso de electricidad en combustible. Pero aquí no todo es tan simple, los esquemas habituales para convertir energía en combustible son lo suficientemente intensivos en energía, de modo que la eficiencia del sistema nunca será alta. Además, los catalizadores de reacción suelen ser caros.
Una forma de reducir costos es usar una celda de combustible reversible (inversa). En principio, no son nuevos. Cuando se trabaja hacia adelante, las celdas de combustible toman hidrógeno o metano como combustible y generan electricidad. Trabajando en la dirección opuesta, generan combustible al consumir electricidad.
Las celdas de combustible reversibles son ideales para el almacenamiento de energía a largo plazo, así como para la producción de metano o hidrógeno donde se necesitan.
¿Por qué todavía no se usan universalmente? Porque, en teoría, todo se ve muy bien, pero en la práctica hay dificultades insuperables. En primer lugar, muchos de estos elementos necesitan una temperatura alta para funcionar. En segundo lugar, producen una mezcla de hidrógeno y agua, en lugar de hidrógeno puro (en la mayoría de los casos). En tercer lugar, la eficiencia del ciclo es muy pequeña. Cuarto, el catalizador en la mayoría de los elementos existentes se destruye rápidamente.
Salida
Fue propuesto por investigadores de la Escuela de Minas de Colorado. Estudiaron las posibilidades de las células electroquímicas de protón-cerámica reversibles. Al generar energía, son muy eficientes, además de que no necesitan una temperatura muy alta: hay suficientes fuentes de calor residual de los procesos industriales o de la producción tradicional de electricidad.
Los científicos han mejorado la tecnología al ofrecer Ba / Ce / Zr / Y / Yb y Ba / Co / Zr / Y como material para los electrodos. Para su trabajo, se necesita una temperatura de 500 grados centígrados, lo cual no es un problema, más aproximadamente el 97% de la energía que se suministró al sistema está involucrada en la producción. En este caso, las células funcionan con agua o agua y dióxido de carbono. Producen hidrógeno, en el primer caso, o metano, en el segundo.
La eficiencia del sistema es de aproximadamente el 75%. No es tan bueno como las baterías, pero para la mayoría de los propósitos, esto es suficiente. En este caso, los electrodos no se destruyen. Después de 1200 horas de prueba, resultó que el material prácticamente no se degradaba.
Es cierto que sigue existiendo otro problema: el alto costo de los materiales de partida que se utilizan para crear los electrodos. El mismo iterbio cuesta alrededor de $ 14,000 por kilogramo, por lo que crear celdas de combustible realmente grandes puede ser bastante costoso.
Pero, tal vez, los desarrolladores podrán resolver este problema; en cualquier caso, el trabajo en esta dirección ya está en marcha.
