Las baterías de ion-aluminio recargables patentadas
En abril de 2015 un equipo de científicos de la Universidad de Stanford (EE.UU.) anunciaba el desarrollado de una batería de aluminio de alto rendimiento y durabilidad, pero ha sido una empresa española la que ya tiene patentada la batería de aluminio-aire recargable y no recargable.
Desde Estados Unidos nos explicaban las ventajas de la batería de ion-aluminio frente a las de io-litio. Entre las características que describían estaba la rapidez de carga, flexibles, duraderas, seguras y baratas de producir (no tienen ningún elemento complejo de fabricar o escaso). Una batería que no puede arder ni atravesándola con un taladro.
Al dar con un material como el grafito han conseguido un material apropiado para el cátodo. Uno de los electrodos de la nueva batería (el ánodo) está hecho de aluminio, mientras que el otro, llamado cátodo, se ha fabricado en grafito. El electrolito es una solución salina líquida a temperatura ambiente.
Las baterías de aluminio-ion examinadas en el Sincrotrón ALBA
El proyecto europeo Alion, en el que participa Albufera Energy Storage, ha investigado con las baterías de aluminio-ion de la firma en el acelerador de partícula Sincrotrón ALBA.
Desde la empresa que ha patentado la tecnología Aluminio-ion primero no recargable y luego la opción recargable, detalla que constituye el siguiente nivel conseguir más formatos de baterías aluminio-aire para sustituir al litio. Es una evolución en la electroquímica del aluminio y con ella se podrá llegar a muchas más aplicaciones de las actuales. Ya están trabajando en los prototipos de lo que serán las baterías de la próxima década.
Alion es un proyecto europeo auspiciado por el Programa Horizonte 2020 para nanomateriales destinado a promover la innovación y el desarrollo de las baterías aluminio-ión en fuentes de generación descentralizada de energía eléctrica. Albufera Energy Storage, impulsora del proyecto, trabaja junto a 12 socios de 6 países europeos para lograr una tecnología con un mayor rendimiento y un coste menor que las actuales soluciones de almacenamiento energético, y a la vez con una mayor seguridad y fiabilidad.
El proyecto Alion tiene un enfoque integral: abarca desde la fabricación de materiales y componentes de la batería, hasta su ensamblaje y validación en una red eléctrica específica que incluya energías renovables. La batería estaría diseñada para aplicaciones de almacenamiento estacionario, pero podría llegar a usarse en otras aplicaciones como el transporte, si se consigue reducir el tiempo de carga.
La tecnología de las baterías de Aluminio-ion ha sido sometida a pruebas de investigación en el acelerador de partículas sincrotrón ALBA. Estas pruebas forman parte de las investigaciones llevabas a cabo dentro del proyecto europeo ALION, en el que participa la empresa española experta en baterías de aluminio Albufera Energy Storage.
Un sincrotrón, como el citado ALBA de la Universidad Autónoma de Barcelona, es un tipo de acelerador de partículas que permite la visualización de la estructura atómica de la materia y el estudio de sus propiedades. Los investigadores del proyecto ALION han utilizado estas instalaciones, situadas en Cerdanyola del Vallés, para conocer mejor las propiedades de las baterías aluminio-ión, llamadas a liderar la era post-litio en el campo del almacenamiento energético.
Recientemente la empresa Albufera Energy Storage ha obtenido la patente de una batería Aluminio-aire recargable, la misma empresa ya cuenta con otra patente para una pila Aluminio-aire no recargable.
Esta nueva batería disminuye considerablemente el coste de las actuales baterías de Litio-ión; y tiene un peso y volumen mucho menor por kWh almacenado respecto a las de plomo ácido.
La batería patentada se fundamenta en una nueva generación de electrolitos, basados en la tecnología de líquidos iónicos y además desarrolla un nuevo cátodo de aire bivalente para la carga y descarga basado en catalizadores soportados en grafeno. Las novedades introducidas en la celda por Albufera Energy Storage consiguen que la
batería alcance 200 ciclos de carga y descarga con una eficiencia superior al 75%. El potencial actual de la celda es de 1,5V y se están diseñando celdas basadas en esta misma patente de 10Ah.
Dentro de las baterías de Metal-aire, la tecnología basada en el Aluminio ha sido siempre considerada como una de las que ofrecen mayores posibilidades porque tiene una de las densidades de energía más altas, y por la abundancia de este metal, de hecho es el cuarto elemento más común en la corteza terrestre. Sin embargo, su uso en almacenamiento energético ha sido limitado debido principalmente a su dificultad de recarga. Las investigaciones llevadas a cabo por Albufera Energy Storage posibilitan la recarga eléctrica de estas baterías y mejoran las prestaciones del cátodo de aire.
La batería recargable es la segunda patente obtenida por la compañía ya que, en abril de 2015, Albufera Energy Storage obtuvo su primer reconocimiento de patente para una pila primaria, es decir, no recargable, también basada en la tecnología Aluminio-aire. Además, Albufera Energy Storage ya trabaja en distintos proyectos para la
fabricación en cadena de pilas primarias Aluminio-aire de 1,5V en 4 distintos formatos de pila botón y uno de pila cilíndrica, R20. Albufera Energy Storage considera que su nueva pila botón Aluminio-aire tiene un gran potencial dentro del mercado de audífonos y ya cuenta con algunos acuerdos, como el consorcio CHIARA, para introducirse en este campo. Por otro lado, la pila cilíndrica tipo R20 está orientada fundamentalmente al mercado de los sensores de
tráfico para las Smart Cities, ya que tendrá una energía específica superior y un precio inferior a las pilas actuales en este sector.
Albufera Energy Storage es una compañía dedicada al desarrollo de soluciones en almacenamiento energético y a la investigación de nuevas baterías electroquímicas. Además presta asesoramiento especializado en almacenamiento eléctrico a empresas de diversos sectores: energías renovables, eléctricas, tecnología, automoción, etc.
La electroquímica del aluminio constituye un siguiente paso, con el que se podrá llegar a más aplicaciones.
Las baterías de litio-aire podrán superar los 600 km recorridos con una sola carga
Los investigadores parece que han dado con una posible solución para las baterías de litio. Se trata de un dispositivo de almacenaje de electricidad basado en las propiedades del litio y el oxígeno gaseoso.
Mediante la asociación de ambos elementos se consigue una densidad energética más adecuada para utilizarse en baterías de entre 1.700 Wh/kg y 2.400 Wh/kg.
Estos acumuladores de energía se caracterizan por ser totalmente sólidos y no contener líquidos, gases o elementos inestables que puedan inflamarse, lo cual aporta una mayor seguridad a los vehículos.
Asimismo, los expertos aseguran que estas baterías son inocuas con el medio ambiente, ya que no contienen elementos contaminantes.
Por otro lado, su tecnología supera a las actuales baterías ya que conservan mejor y durante más tiempo la carga eléctrica, pudiendo superar los 600 kilómetros. Además, no poseen el inconveniente del “efecto memoria” que obliga a las baterías convencionales a agotar la carga para conservar la totalidad de su capacidad.
Los expertos aseguran que aún quedan unos años para que estas baterías se comercialicen.
