Desde su inventor Alessandro Volta en 1800, hasta nuestros días en 2021; el concepto de qué es una batería ha evolucionado por un motivo en común: combatir el cambio climático.
En 2018, la Agencia Internacional de Energía (IEA) reportó 33.1 gigatoneladas de dióxido de carbono (CO2), emitidas a nivel global por la generación de electricidad.
La necesidad de reducir este número nos ha llevado a la producción de electricidad más limpia con el uso de las renovables. Sin embargo, estas tecnologías suelen depender de condiciones climáticas, y por lo tanto ser fluctuantes.
Entonces, ¿Cómo evitamos este problema? ¿Cómo hacer uso de las renovables sin tener electricidad fluctuante? Simple: almacenando energía en baterías.
La propuesta de las baterías de ion-litio
Seguramente conoces las típicas pequeñas baterías de tu celular, tu cámara fotográfica, tu laptop o incluso de los vehículos eléctricos como los Tesla. Bueno, estas baterías son de ion-litio.
Estas almacenan energía en iones de litio para poder hacer uso de su energía, los electrones del litio son separados del átomo por medio de un circuito externo; pero, ¿podríamos usar esta tecnología para alimentar nuestros hogares e industrias?
En 2020, en el Sur de California en los Estados Unidos se puso en marcha la batería de ion-litio más grande del mundo. Esta batería es capaz de proveer 250 millones de watts y alimentar a cerca de 250 mil hogares.
¿Entonces, será este el tipo de sistema de almacenamiento de energía la solución? La respuesta es no. Lamentablemente esta enorme batería sólo puede proveer toda esa cantidad de energía por una hora. Sin embargo, existen otras soluciones aún más grandes (literalmente) que esta batería: lagos.
¿Los lagos pueden ser una batería?
Si escribes en un buscador la definición de una batería, encontrarás que esta es simplemente ‘algo’ que almacena energía y la libera cuando se necesite. Pero, dicho sistema puede ser empleado en los lagos; y se conoce formalmente como una central hidroeléctrica de bombeo.
Una central hidroeléctrica de bombeo se compone por dos lagos, uno a mayor elevación que otro; para poner en marcha el sistema se emplea primero una bomba.
Esta bomba traslada millones de litros de agua al lago superior; y cuando existe una gran demanda de electricidad, unas válvulas se abren y dejan fluir el agua al lago inferior, para así hacer funcionar gigantes turbinas conectadas a un generador y obtener hasta 3 billones de watts por 10 horas.
Impresionante ¿no?
Sí, sin embargo, estas centrales eléctricas requieren zonas geográficas en específico; ocupan grandes áreas de terreno y sus costos de construcción son terriblemente elevados.
Es evidente que necesitamos más innovaciones para lograr nuestra meta de hacer uso de las renovables y al mismo tiempo cubrir la demanda eléctrica mundial. Bueno, una curiosa propuesta la tiene Energy Vault.
Energy Vault, es una compañía con sede en Suiza fundada en 2017 que ha creado una forma de almacenamiento de energía basada en apilar bloques.
Durante el día, una grúa alimentada por energía solar apila bloques uno encima del otro, formando una torre. Cuando el sol se oculta, las grúas dejan caer por gravedad a los bloques haciendo funcionar a generadores de electricidad.
Otras propuestas para generar energía
Además, no necesariamente la creación de una batería involucra que esta tenga que ser de un gran tamaño como las que se han mencionado anteriormente. Investigadores de la Universidad del Estado de Nueva York han usado seres microscópicos para la creación de baterías: bacterias.
Créelo o no, So Choi y sus colegas han logrado imprimir delgadas capas de metales en una superficie de papel para después colocar exoelectrógenos sobre estas.
Los exoelectrógenos son bacterias que sorprendentemente pueden transferir electrones hacia afuera de sus células. Una vez teniendo los electrones fuera de su membrana, estos pueden alimentar la batería.
Y si no te acabas de sorprender, las baterías son activadas ¡con saliva! La saliva logra revivir a las bacterias, las cuales producen suficientes electrones para alimentar a un diodo emisor de luz y una calculadora.
Estas bacterias no lograran cargar tu celular, ni mucho menos iluminar tu hogar, sin embargo, los costos y residuos que producen estas bio-baterías son increíblemente bajos; comparados con las baterías comunes.
Finalmente, la última batería de la que hablaremos hace uso de un material que seguramente encontrarás en tu cocina: sal. Malta es una compañía emergente cuya impresionante batería fue diseñada por el físico ganador del premio nobel Robert Laughlin.
El sistema de Malta consiste primero en recolectar energía eléctrica generada por renovables. Esta electricidad será utilizada para generar aire tanto frío como caliente por medio de una bomba de calor.
Después, el calor es almacenado en sal derretida, mientras que el frío es almacenado en anticongelante. Así, cuando se necesita energía eléctrica, los fluidos caliente y frío son combinados generando grandes velocidades capaces de hace mover a una turbina.
Pensamientos finales
Desde grandes extensiones de terreno, hasta seres vivos microscópicos son usados para almacenar y generar energía de una manera más sostenible; ingenieros y científicos definitivamente han dejado volar su imaginación.
Ahora, ¿realmente sabes qué es una batería?
