Baterías: flujo Redox y LTO

Una batería es un dispositivo que consiste en una o más celdas electroquímicas que pueden convertir la energía química almacenada en corriente eléctrica. Cada celda consta de un electrodo positivo, o ánodo, un electrodo negativo, o cátodo, y electrolitos que permiten que los iones se muevan entre los electrodos, permitiendo que la corriente fluya fuera de la batería para llevar a cabo su función, alimentar un circuito eléctrico.

La mayoría de baterías contienen metales pesados y compuestos químicos, muchos de ellos perjudiciales para el medio ambiente. En la mayoría de los países no está permitido tirarlas a la basura y es obligatorio llevarlas a un centro de reciclado. También, la mayoría de los proveedores y tiendas especializadas se hacen cargo de las baterías gastadas. Es muy importante cumplir con estas medidas de precaución. La rotura de algunas baterías puede liberar vapor de mercurio que incrementa el riesgo de envenenamiento por mercurio.

Baterías LTO

Titanato de litio (LTO) es una nueva tecnología prometedora que emplea materiales nanoestructurados para mejorar el rendimiento, la calidad y la vida útil de estas baterías.

La batería está compuesta por tres partes: un ánodo, un cátodo y electrolito de solución. Además, el ánodo se cubre con un nano-estructurado de litio-titanato en lugar de carbono.

Esta nueva tecnología aumenta la superficie activa del electrodo y permite que las cargas eléctricas se muevan más fácilmente y rápidamente. En otras palabras, estas baterías pueden recargarse 20 veces más rápido que una batería convencional de plomo ácido y 3 veces más rápido que las de LiFePo4.

Batería LTO de Toshiba

Una celda de 100 Ah, puede recargarse a 500Ah/h y en menos de 15 minutos reponer el 100% de su carga. Además aquí no acaban sus ventajas y es que descargando un 100% diariamente podemos alcanzar más de 10.000 ciclos (se habla ya de hasta 30.000 ciclos). Podemos imaginar estas ventajas aplicadas en un sistema aislado. Más de 20 años soportando descargas diarias del 100% sin perder capacidad, algo impensable actualmente.

Otro punto a su favor es su alta seguridad y su alto ratio de descarga de hasta 10C frente al 3C del litio hierro fosfato.

La desventaja más notable radica en su menor densidad energética, unos 60Wh/kg debido a que su química proporciona 2,4v frente a los 3,2v del litio hierro fosfato.

Los analistas especulan que las baterías de litio titanato dominarán el mercado de baterías en el futuro cercano.

Los fabricantes de vehículos están buscando invertir en el litio titanato con el fin de mejorar su rendimiento en los vehículos. Las baterías de litio titanato revolucionarán el mercado. Por el momento, sólo Toshiba y Altairnano las producen debido a su alto coste y complejidad.

Baterías de flujo Redox

El nombre de la batería de flujo Redox proviene de ( «red» de reducción y «ox» de la oxidación de electrones o liberación). El almacenamiento de energía se produce en las soluciones de los electrolitos contenidos en los tanques. El electrolito fluye desde estos tanques a través de una célula, que genera electricidad a partir del fluido gracias a un proceso químico.

Aquí un enlace a un PDF que os explica más detalladamente cómo es su funcionamiento.

Batería de flujo Redox experimental

El tipo más común de este tipo de batería es la batería de flujo redox de vanadio. El vanadio se carga y descarga en pequeñas cámaras de reacción. Varias de estas células están alineadas en pilas, lo que aumenta la potencia de la batería.

Las baterías de flujo redox ofrecen varias ventajas, entre las principales está que son rentables, robustas, duraderas, y versátiles. Por otro lado, pueden modificar sus dimensiones en función de las necesidades.

Uno de los países que está apostando en estos últimos meses de 2019 decididamente por este tipo de baterías es China para almacenar grandes cantidades de energía renovable.

Especialmente en el caso de altas potencias (megavatios) y altas capacidades (megavatios/hora), las baterías de flujo Redox ofrecen claras ventajas económicas frente a otros sistemas de almacenamiento de energía. Además de la escalabilidad, independiente de la capacidad y de la demanda, poseen una alta eficiencia y especialmente una larga vida útil.