El futuro de la transición energética pasa por mejorar la forma en que almacenamos la energía renovable. Hasta ahora las baterías de iones de litio han reinado en solitario tanto en vehículos eléctricos como sistemas de autoconsumo, pero ya se están cocienco opciones más avanzadas. Un grupo de investigadores de la Universidad de Monash, en Australia, propone otra alternativa: una batería de flujo redox o, lo que es lo mismo, una batería líquida basada en agua, económica, segura y con el potencial para sustituir sistemas de litio que, instalados en casa, pueden costar diez mil euros. Pero, ¿por qué es tan especial esta nueva generación de baterías líquidas?
La propuesta del equipo australiano parte de un principio aparentemente simple: desarrollar una batería basada en materiales acuosos que permiten una mayor estabilidad térmica y una vida útil más prolongada a menor coste.
¿Cómo se traduce eso en el mundo real? Concretamente, el gran avance reside en la membrana que separa los electrolitos: han desarrollado una membrana no fluorada que mejora la selectividad de iones. Tal como cuentan, deja pasar los iones “buenos” más rápido mientras bloquea los “malos”, lo que permite operar a alta densidad de corriente con estabilidad.
En pruebas de laboratorio, han conseguido aproximadamente 600 ciclos de alta corriente sin pérdida de capacidad significativa, lo que es un salto adelante frente a muchas baterías de flujo existentes. El equipo ya está fabricando prototipos con impresión 3D a efectos de su futura comercialización.
A diferencia de las baterías convencionales, en las que los electrodos y el electrolito están contenidos en una estructura sólida, las baterías líquidas —también conocidas como baterías de flujo— almacenan la energía en líquidos que circulan entre tanques separados.
Estos líquidos contienen compuestos químicos capaces de liberar o absorber electrones a través de reacciones redox. Cuando la batería se carga, los electrolitos almacenan energía; cuando se descarga, la liberan. Ambos tanques están separados por una membrana que permite el paso de iones, pero evita la mezcla de los líquidos, de tal manera que se genera un equilibrio eléctrico.
El gran atractivo de esta arquitectura responde al hecho de que la capacidad de almacenamiento depende del volumen del líquido, mientras que la potencia se determina por el tamaño de la celda electroquímica. En otras palabras, la cantidad de energía almacenada y la velocidad de carga pueden ajustarse de forma independiente.
Otro reto importante es el coste del sistema completo. Aunque los materiales activos puedan ser más baratos, la infraestructura necesaria —tanques, bombas, válvulas y membranas— eleva el precio final, sobre todo en sistemas de pequeña escala. Por último, las membranas selectivas que separan los líquidos son todavía un punto débil: deben permitir el paso de iones específicos sin que los electrolitos se mezclen, algo que requiere materiales avanzados y procesos de fabricación precisos. Esto último ha sido el gran avance del equipo australiano.
De acuerdo, si todo es tan bonito, ¿por qué no se han implantado ya masivamente? Pues porque en la práctica, su densidad energética —la cantidad de energía que pueden almacenar por unidad de volumen o peso— sigue siendo inferior a la de las baterías de litio. Esto limita su aplicación en dispositivos móviles o vehículos eléctricos, donde el espacio y el peso son factores críticos. Nadie quiere llevar una mochila como batería del móvil.
Otro reto importante es el coste del sistema completo. Aunque los materiales activos puedan ser más baratos, la infraestructura necesaria —tanques, bombas, válvulas y membranas— eleva el precio final, sobre todo en sistemas de pequeña escala. Por último, las membranas selectivas que separan los líquidos son todavía un punto débil: deben permitir el paso de iones específicos sin que los electrolitos se mezclen, algo que requiere materiales avanzados y procesos de fabricación precisos. Esto último ha sido el gran avance del equipo australiano.
Uno de los ámbitos donde esta tecnología podría tener un impacto inmediato es el almacenamiento de energía fotovoltaica en el hogar. El elevado coste de las soluciones basadas en litio disponibles hoy en el mercado frena su adopción. La propuesta australiana, en cambio, promete ofrecer prestaciones equivalentes a un coste inferior y con un deterioro menor en los sucesivos ciclos de carga.
Además de
mejorar la estabilidad del suministro en los hogares, esta sería una
alternativa para crear microrredes autosuficientes en comunidades
rurales o en regiones con infraestructuras limitadas.
Aunque el avance de Monash University es esperanzador, la distancia entre la investigación académica y la adopción comercial sigue siendo considerable. La tecnología deberá someterse a pruebas en condiciones reales, certificar su seguridad, estandarizar procesos de fabricación y, sobre todo, demostrar que su coste total a largo plazo resulta competitivo frente al litio.
La demanda de sistemas de almacenamiento distribuido crece al ritmo de la expansión de las renovables. En este escenario, las baterías líquidas podrían desempeñar un papel clave como solución intermedia a medio camino de las baterías domésticas y los grandes sistemas de almacenamiento eléctrico.
Fuentes:
David es periodista especializado en innovación. Desde sus primeros tiempos como analista de telefonía móvil hasta su faceta de Country Manager de Terraview, una startup de IA aplicada a viticultura, ha estado apegado a la innovación y las nuevas tecnologías.
Es colaborador de El Confidencial y en medios culturales como Frontera D, siempre desde la convicción de que lo humano y lo tecnológico pueden (y deben) ir de la mano.