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Las revolucionarias baterías de hierro-aire como sistema de almacenamiento alternativo

Los clientes de Xcel Energy se han beneficiado considerablemente de los abundantes recursos de energía renovable de su región, y podrían sacar más partido de ellos exportando energía a otras regiones, según afirmaron los responsables de la empresa en una conferencia telefónica para comentar los resultados de 2022.

Bob Frenzel, Consejero Delegado, explicó a los inversores que los amplios recursos eólicos de la empresa habían permitido ahorrar unos 1.000 millones de dólares el año pasado, cuando subieron los precios del gas natural y los combustibles. La geografía de la empresa, dijo, proporciona acceso a abundantes recursos eólicos y solares que podrían representar una ventaja competitiva clave en el futuro. Y no sólo en costes. La empresa está estudiando oportunidades que podrían convertir a Xcel Energy en un exportador de energía, «ya sea electricidad por cable o hidrógeno verde por tuberías o camiones», dijo Frenzel.

Las baterías de hierro-aire funcionan de forma similar a las de iones de litio: se introduce la energía en la batería, ésta la retiene y luego se descarga. Pero dentro de la batería, el sistema convierte las láminas de hierro en óxido y luego de nuevo en hierro como medio de almacenamiento de energía. Las baterías de hierro-aire no son una tecnología nueva. Se estudiaron en los años 70 para su posible uso en vehículos, pero esa aplicación no funcionó. Las baterías de hierro-aire son más baratas que las actuales de litio, pero pierden más energía en el proceso de almacenamiento. Esto limitaba su uso potencial cuando la eficiencia energética era primordial.

Y llegó la restricción de las energías renovables. Ahora, las baterías de hierro-aire empiezan a tener sentido. Aunque se pierde algo de energía en el proceso, las baterías de hierro-aire tienen la capacidad de capturar y almacenar energía durante varios días, algo que sigue siendo demasiado costoso con la tecnología de iones de litio. 

Xcel Energy tiene previsto instalar las baterías en las centrales de carbón jubiladas de Becker (Minnesota) y Pueblo (Colorado), y no será la única empresa que las instale. Form Energy también está trabajando en un acuerdo con Georgia Power. Ha empezado a construir una planta de 500 MW en Virginia Occidental. El primer proyecto piloto de la empresa con Great River Energy aún está en construcción.

Puede que las baterías de iones de litio sean la mejor solución actual de almacenamiento de energía, pero distan mucho de ser perfectas. Por eso los científicos desarrollan constantemente nuevas tecnologías, algunas más prometedoras que otras. Entre las menos populares están las baterías de metal-aire, que se diseñaron por primera vez en 1878. Si no está familiarizado con este tipo de pilas, las de zinc-aire que se utilizan en los audífonos son una variación de las metal-aire. Las pilas actuales de metal-aire no son recargables porque empiezan a corroerse con bastante rapidez una vez que comienza el flujo de aire.

Un equipo de investigadores del MIT encontró la forma de invertir el proceso de corrosión, por lo que se empezó a desarrollar la pila recargable de hierro-aire. Se eligió el hierro porque es barato y abundante, lo que hace que las baterías sean realmente asequibles. Los investigadores denominaron al proceso «oxidación inversa», que permite almacenar y liberar energía de forma eficiente. Las estimaciones actuales indican que las baterías de hierro-aire podrían costar unos 20 dólares por kWh de capacidad, frente a los hasta 200 dólares por kWh en el caso de las baterías de iones de litio.

Las características de las baterías de hierro-aire las hacen inadecuadas para los vehículos eléctricos porque el hierro es más pesado que el litio. Además, tienen un ciclo de carga y recarga lento, así que olvídate de la carga rápida. Sin embargo, son perfectas para el almacenamiento de energía a nivel de red, sobre todo porque destacan en el almacenamiento de energía a largo plazo. Como son lentas, no pueden hacer frente a los picos de demanda, por lo que necesitan ser dobladas por packs de Li-ion. No obstante, pueden producir más de 3 MW por acre, lo que no es nada despreciable.

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