Así son las baterías que luchan contra el cambio climático

“Juntos hacemos más, mejor y llegamos más lejos”, este lema recoge a la perfección el espíritu del proyecto Almagrid, una alianza de cuatro centros de investigación tecnológica con un alto grado de especialización y excelencia en el sector de la energía formada por ITE, Circe, Tekniker y CIDETEC Energy Storage, que actúa como coordinador, que tiene como objetivo desarrollar sistemas de almacenamiento avanzados para dar respuesta a las necesidades de integración masiva de tecnologías de generación renovable en la red eléctrica.

El desafío al que se enfrenta esta iniciativa, reconocida por el Centro para el desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) como Red de Excelencia Cervera, es estratégico para poder hacer frente a los desafíos que plantea el cambio climático ya que el almacenamiento de energía desempeña un papel imprescindible para hacer frente a los retos de la transición energética y favorecer así la integración en red de altas cuotas de energías renovables.

Los investigadores del ITE señalan que la relevancia del almacenamiento “se ha observado ya en el auge de las baterías ion-litio para aplicaciones en red, proporcionado soporte de red, regulación de frecuencia o recorte de picos, puesto que otorgan mayor fiabilidad, estabilidad y menor costo a la red eléctrica”.

El desarrollo a gran escala de sistemas de almacenamiento requiere, entre otros requisitos, de la mejora de las tecnologías de existentes además del desarrollo de nuevas tecnologías más rentables y eficaces. Es precisamente en este campo en el que el ITE, Centro Tecnológico de la Energía de la Comunidad Valenciana apoyado desde IVACE y en colaboración con las empresas, está trabajando.

Nuevos materiales poliméricos y carbonosos

En los laboratorios del ITE están trabajando en el desarrollo de nuevos materiales avanzados para su uso en componentes de baterías Li-ion, Zn-aire y flujo redox. Los esfuerzos se están concentrando tanto en el desarrollo y caracterización de materiales poliméricos como carbonosos.

En el caso de las baterías ion-litio, las investigaciones se están desarrollando en una doble vía, por una parte, en el desarrollo de nuevos materiales carbonosos para su integración en electrodos anódicos de próxima generación y, por otra, en el desarrollo de materiales poliméricos para su empleo como membranas. Además, en ITE se están desarrollando también nuevas membranas con propiedades avanzadas para su integración en baterías zinc aire y de flujo redox.

En todos y cada uno de los casos, los técnicos tienen en cuenta que las propiedades de los materiales estén adaptadas a los requisitos de las tecnologías a las cuales están destinadas. Y todo ello sin perder de vista en ningún momento el impacto medioambiental de las diferentes tecnologías de almacenamiento de energía con las que se está trabajando.

Primeros avances del proyecto

Durante la primera anualidad del proyecto Almagrid, un proyecto financiado por la Red Cervera con numero expediente CER-20191020, se han comenzado a desarrollar los primeros materiales de carbono sostenibles a partir de residuos biomásicos donde los carbones albergan el silicio y su cambio de volumen, lo que supone una novedad en el trabajo en ánodos para las futuras baterías de ion-litio.

Además, en el caso de las membranas para cada una de las tecnologías objeto de estudio, se están evaluando los sistemas de referencia habitualmente empleados con el objetivo de poder desarrollar materiales poliméricos con propiedades avanzadas en términos de porosidad, selectividad, sostenibilidad o coste. A partir de este análisis se están comenzando a seleccionar los materiales para el desarrollo de las nuevas membranas.

La colaboración en el marco Almagrid, señalan desde CIDETEC Energy Storage, debe servir a los centros participantes para entender mejor las diferentes potencialidades, casos de uso y nichos de mercado donde una u otra tecnología de almacenamiento tiene mayor impacto potencial en función de sus parámetros característicos.