En la incansable búsqueda de nuevas formas de almacenamiento de energía surgen opciones alternativas curiosas que plantean cubrir algunas de las necesidades actuales. Este es el caso de las baterías de hierro-aire de Form Energy, una empresa fundada por un equipo de ingenieros procedentes entre otros sitios del MIT. Su principal característica ya se adivina por su nombre: se fabrican con materiales tan abundantes como el hierro y el aire y, por tanto, son baratas.
Y es que la clave de este invento es no utilizar metales raros, escasos ni caros mientras que por su alta densidad energética (unos 9.000 Wh/l) pueden almacenar energía para suministrarla y descargándola durante 100 horas seguidas. Esto es mucho más que las 6-8 horas típicas de las baterías de ion-litio de similares capacidades que se utilizan en sistemas de almacenamiento equivalentes.
Baterías que no dependen del clima
Uno de los problemas conocidos de las fuentes de energía renovables es que no siempre están disponibles cuando se necesitan. La fotovoltaica depende de que haya luz solar, la eólica de que haya viento y la hidráulica de que los pantanos tengan agua disponible para convertir el movimiento de su caída en electricidad. Las alternativas para paliar esto son almacenar la energía en grandes baterías mientras la generación es posible (cuando hay luz, viento o agua en abundancia) en previsión de los momentos en los que no sea viable esa generación o haya problemas en la red por otras razones. Por desgracia, las baterías suelen tener un alto coste y su duración para un suministro apropiado para los altos consumos que se producen suele ser de unas pocas horas o días.
Las baterías de hierro-aire planteadas por Form Energy tienen algunas características interesantes:
- Los materiales son seguros
- El precio de los componentes es barato
- Hay abundancia de los materiales principales: hierro, aire y agua
- Proporcionan una alta durabilidad
- Son escalables
La base de su funcionamiento es un proceso llamado oxidación reversible por el cual el hierro de la batería, en forma de pequeñas bolitas, «respira» el oxígeno del aire convirtiendo el metal en óxido durante la descarga y, a la inversa, convirtiendo ese óxido nuevamente en hierro cuando se le aplica electricidad durante la carga. Las baterías son grandes, del tamaño de una lavadora, e internamente llevan electrolitos parecidos a los de las pilas AA por los que circula simplemente agua. Quienes lo han visto dicen que es una extraña mezcla que parece del color de la Coca-Cola, y que las plantas son como fábricas llenas de depósitos de plástico y tubos.
Instalaciones de alta capacidad
Uniendo muchas de estas baterías en una misma instalación se pueden construir plantas de alta capacidad de almacenamiento, a escala de varios megavatios. Lo interesante es que su coste es entre 7 y 10 veces más bajo que el de una planta con baterías de ion-litio de similar capacidad, pudiendo además utilizarse durante más tiempo (más de 100 horas, unos 4 días) para garantizar el suministro en caso de que durante varios días no hubiera otra forma de energía renovable disponible. Esta tecnología todavía tiene que resolver algunos problemas como que se generan pequeñas cantidades de hidrógeno que hay que expulsar en forma de agua y que se captura CO2 que disminuye un poco la vida útil de las baterías.
Este año han comenzado las pruebas a escala real con modestas plantas de 1,5 MW en Minnesota y de 10 MW en Virginia Occidental y Colorado, para comprobar si realmente cumplen con todo lo prometido, especialmente el ahorro en costes y la duración de la energía almacenada. Más adelante podrían ampliarse hasta los 50 MW o más en caso de que resultaran útiles. Se han instalado junto a centrales de generación eléctrica de otros tipos (gas y carbón) de modo que puedan aprovechar la energía sobrante y almacenarla para reducir las emisiones contaminantes a la atmósfera.
Estos proyectos piloto cuentan con la financiación entre otros de Breakthrough Energy Ventures, una de las empresas de inversión de Bill Gates. El hecho diferencial de utilizar hierro como componente principal frente al litio –del que existe una alta demanda y resulta comparativamente más caro– es una de sus principales ventajas de cara a un futuro en el que se valoren considerablemente más las soluciones baratas y con materiales fáciles de encontrar hoy en día, donde pudiera parecer que todavía vivimos en la abundancia.
¿Lo interesante es que su coste es entre 7 y 10 veces el de una planta con baterías de ion-litio ?