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Batería a base de agua revolucionará el almacenamiento de electricidad

El desarrollo de la energía en todo el mundo depende necesariamente del desarrollo de los sistemas de almacenamiento.

En la actualidad, las pilas no han estado a la altura del desarrollo tecnológico en el sector de la energía, existe una necesidad real de investigación en este campo, y se esperan resultados lo antes posible.

La Universidad de Stanford está introduciendo una nueva batería a base de agua para almacenar energía eléctrica. El sistema se basa en una batería recargable de hidrógeno-manganeso y está diseñado para el almacenamiento en red, tiene una gran capacidad y vida útil y promete bajos costes.

El almacenamiento de electricidad a gran escala promete llevar la energía renovable a otro nivel.

Hay equipos de almacenamiento como baterías de iones de litio, plomo-ácido, redox y metal líquido, todo lo cual promete un futuro brillante para la industria eólica.

Sin embargo, todavía no hay ningún equipo capaz de satisfacer las necesidades reales de almacenamiento de la energía eléctrica generada a través de fuentes de energía renovables.

El equipo ideal tendrá que acumular mucha energía en un volumen pequeño y el coste de esta estructura tendrá que ser inferior a 100 dólares por kWh para ser sostenible a gran escala.

Además de estas características, el sistema debe tener una larga vida útil, tal y como ha sido presentado por el profesor de ciencias de los materiales e ingeniería de la Universidad de Stanford.

El profesor Yi Cui afirma que:

El equipo ideal tendrá que trabajar más de 10.000 ciclos de carga y tiene que durar 25 años.

Las alternativas disponibles con la tecnología actual no cumplen los requisitos, por ejemplo, la tecnología de iones de litio tiene una alta densidad de energía de más de 200 Wh/Kg, pero es una tecnología demasiado cara.

Batería para el almacenamiento de electricidad a base de agua

Lo mismo ocurre con las baterías redox, por otro lado, los sistemas de plomo son económicos, pero por otro lado sólo duran unos 500 ciclos y su densidad de energía es baja, un problema que también se encuentra en las nuevas soluciones de baterías «líquidas».

Nuevas baterías a base de agua

La nueva batería es una alternativa a los enfoques clásicos, la nueva batería de hidrógeno de manganeso, a la que los científicos han dado el nombre: «la batería a base de agua».

La batería a base de agua fue desarrollada por un grupo de químicos dirigidos por el propio profesor Yi Cui.

El prototipo consiste en un cátodo de fibra de carbono insertado en un cilindro de acero y enrollado alrededor de un pequeño ánodo de carbono cargado de platino. El espacio entre los dos electrodos se llena con una solución acuosa que contiene sulfato de manganeso, una sal industrial que es económica.

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Principio de funcionamiento de la batería de agua

Durante la carga de la batería, los iones de manganeso pasan de la solución al cátodo, donde se combinan con el oxígeno para formar dióxido de manganeso sólido.

Simultáneamente, el platino en el ánodo cataliza la reacción de producción de hidrógeno del agua….

El proceso se invierte durante la descarga: los iones de manganeso se disuelven en el electrolito, el hidrógeno se oxida para formar agua y los electrones viajan a través del circuito externo.

El profesor Yi Cui lo explica:

«Lo que hicimos fue simplemente añadir una sal especial al agua, sumergir un electrodo en esta solución y crear una reacción química reversible que almacena electrones en forma de hidrógeno.

Batería para el almacenamiento de electricidad a base de agua – Funcionamiento

La nueva batería de agua tiene una tensión de descarga de aproximadamente 1,3 V y una vida útil de más de 10.000 ciclos sin degradación.

La batería también ofrece una densidad de energía gravimétrica de aproximadamente 139 Wh/kg y una densidad volumétrica de 210 Wh/l.

La investigación del grupo del profesor Yi Cui se encuentra todavía en una fase temprana. El equipo del profesor utilizó platino como catalizador, pero el costo de este material es prohibitivo a gran escala.

Por esta razón, el próximo paso será probar catalizadores más baratos, el grupo ya ha identificado algunos para reducir el costo total a menos de 100 dólares por kWh.

¿Es esta la batería que revolucionará el almacenamiento de electricidad en todo el mundo?

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