Desarrollan una batería de hibernación de sales fundidas de aluminio y níquel

Investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) han desarrollado una solución para el almacenamiento de energía estacional a largo plazo. La innovadora batería de hibernación basada en la temperatura corta efectivamente la función de autocarga durante el período de inactividad de la batería, lo que la hace ideal para el almacenamiento de electricidad a largo plazo sin pérdida de electricidad durante varios meses.

La batería de hibernación basada en la temperatura consta de un ánodo de metal (en este caso, aluminio), un cátodo de metal (níquel) , un electrolito de sal fundida y un separador poroso.

La batería funciona solo a una temperatura elevada, a la que el electrolito de sal fundida se encuentra en estado líquido. Cuando la batería está inactiva, se mantiene a temperatura ambiente para evitar la autodescarga, lo que efectivamente “congela” los electrolitos.

Durante el proceso de carga, la temperatura de la batería se eleva mediante una fuente de calor externa, como un cartucho de calentamiento instalado en un sistema a escala industrial, para llevar los electrolitos a un estado líquido e iniciar la movilidad de iones en la batería.

Una vez que la batería está completamente cargada, la batería se enfría a temperatura ambiente, lo que permite que el electrolito se solidifique, manteniendo la batería en un estado completamente sólido. Debido a que el electrolito solidificado no tiene capacidad de transporte de iones, la autodescarga de la batería se puede cortar mientras está a temperatura ambiente.

Cuando la batería alcanza la temperatura óptima de funcionamiento, la batería se descarga y proporciona energía a la red.

La batería está configurada con el ánodo y el cátodo de metal intercalados entre un separador de fibra de vidrio. Todos están sumergidos en un electrolito fundido. El electrolito se calienta hasta convertirlo en líquido, con un separador de fibra de vidrio convencional que mitiga la expansión térmica de la solidificación y aísla el cátodo del ánodo. Una vez que la batería no se usa ni se carga, el electrolito fundido se enfría a temperatura ambiente en sales sólidas.

Los metales candidatos para el ánodo incluyen aluminio, magnesio, titanio y plomo, todos con un potencial redox electroquímico más bajo. Para el cátodo, el níquel, el zinc, el hierro y el cobre tienen un mayor potencial electroquímico.

Los operadores de red y las compañías eléctricas que implementan baterías con fines de almacenamiento de energía de larga duración se beneficiarían de esta tecnología de batería autocargable y activada por calor.

Las principales ventajas de este tipo de baterías son:

• Almacenamiento a largo plazo y de bajo costo de energía renovable durante meses o años.
• Sin restricciones geológicas ni preocupaciones regulatorias que normalmente obstaculizan la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo.
• Mecanismo de baja autodescarga en comparación con las baterías convencionales.
• Mayor eficiencia de ida y vuelta que el hidrógeno verde.
• La estabilidad cíclica respalda el almacenamiento estacional.
• Arquitectura celular simple.
• Alta seguridad, con bajo riesgo de incendio y fácil transporte.