Baterías de flujo para el almacenamiento de energía renovable a gran escala

Un equipo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) diseñaron una batería de flujo de bajo coste para almacenar la electricidad de origen renovable a gran escala. Mediante un prototipo desarrollado con esta innovadora tecnología, se demostró que la batería conseguía un rendimiento significativamente mayor que la mayoría de las baterías de iones de litio y otros sistemas comerciales y experimentales de almacenamiento de energía.

Los reactivos utilizados en el dispositivo de almacenamiento se basan en una solución compuesta por bromo líquido (menos costoso) e hidrógeno, incorporando tecnología de flujo laminar que permite a los líquidos ser sometidos a reacciones electroquímicas entre dos electrodos en dos corrientes paralelas separadas sin una membrana.

Además, en enero de 2014 un equipo de científicos e ingenieros de la Universidad de Harvard demostraron una nueva tecnología de batería de flujo que utiliza moléculas orgánicas llamadas quinonas (disponibles en abundancia en el petróleo crudo y plantas verdes), en lugar de emplear electrolitos de metales preciosos como el vanadio y platino. Como resultado, la nueva tecnología de batería de flujo ofrece un medio rentable de almacenamiento de energía renovable a gran escala a partir de fuentes eólicas y solares en la red.

Diseños fotovoltaicos ultra-eficientes

Una célula solar de cuatro conexiones, desarrollada por los ingenieros del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar, Soitec y otras dos organizaciones de investigación, lograron un récord de eficiencia del 44,7% al convertir la luz solar en electricidad en septiembre de 2013. La estructura de esta célula solar está compuesta por cuatro sub-células fabricadas con diversos materiales semiconductores, cada una diseñada para la absorción de los diferentes rangos de longitud de onda del espectro solar.

Antes de este descubrimiento en el mismo año, un equipo dirigido por el Dr. Harry Atwater, un físico del Instituto de Tecnología de California, desarrolló un prototipo solar ultra-eficiente integrando un concepto de célula multi-conexión utilizando una tecnología de división de haz espectral. El diseño permite la división eficiente del espectro de la luz solar de seis a ocho longitudes de onda, produciendo cada una un color de luz diferente que pasa a través de una celda fabricada de un semiconductor específico que puede absorberlo. El diseño final de la tecnología se estima que sea capaz de alcanzar una eficiencia de conversión que podría superar el 50%.

El diseño de este primer prototipo utiliza un metal reflectante para recoger la luz solar y dirigirla a un ángulo específico en el panel solar con múltiples células solares. El amplio espectro de la luz solar se divide en diferentes colores a medida que pasa a través de la estructura, encontrando una serie de filtros ópticos. Además, el equipo del Dr. Atwater también se encuentra inmerso en el desarrollo de otros dos diseños basados en este pionero concepto. Uno de ellos utiliza filtros ópticos a nanoescala para filtrar la luz proveniente desde cualquier ángulo. El otro utiliza un holograma en lugar de filtros para dividir el espectro. Cuál de estos diseños ofrecerá el mejor rendimiento está todavía por verse.

INNOVACIÓN ELÉCTRICA EN LA MOVILIDAD

Una década atrás el fundador de Tesla, Elon Musk, escribía un plan maestro para su compañía, que básicamente contemplaba crear un coche de bajo volumen y precio necesariamente elevado con el que costear el desarrollo de un modelo de precio medio, y a su vez usar los beneficios para lanzar un modelo más asequible y de gran volumen. Con esa idea principal nacía Tesla.

En realidad aquel plan maestro también contaba con un epígrafe dedicado a la energía solar, aunque diez años después aún no ha llegado a hacerse realidad. Ahora, Musk ha presentado su plan maestro 2.0, que deja claro el camino que quiere seguir Tesla durante los próximos años e incluye retomar la idea del uso de energía solar, entre otras cosas, pero también ampliar su gama de vehículos, la conducción autónoma o el 'car sharing'.