Para combatir el cambio climático hay dos estrategias básicas que las diferentes tecnologías han de ser capaces de aprovechar: el empleo de energías renovables y la captura del dióxido de carbono, clave en el desarrollo de estrategias para lograr la neutralidad de carbono.
La irregularidad de las fuentes renovables, que necesitan la presencia de sol, viento o lluvia para funcionar necesitan un sistema de almacenamiento que permita utilizar la energía cuando sea demandada. Antes de ser liberado a la atmósfera, el CO2 procedente de chimeneas de centrales eléctricas, plantas industriales u otros procesos de combustión puede ser capturado. Así, el CO2 se puede almacenar de manera segura en formaciones geológicas subterráneas, se puede utilizar en procesos industriales o se puede convertir en productos útiles, como combustibles sintéticos.
Una batería para todo
Los científicos del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) han desarrollado una batería capaz de aprovechar estas dos tecnologías. Según un comunicado han evaluado dos fórmulas distintas para baterías que transforman el CO2 en una forma sólida que podría ser utilizada en otros productos. También almacena la energía renovable producida por paneles solares o turbinas eólicas.
Las baterías operan mediante reacciones electroquímicas que trasladan iones entre dos electrodos a través de un electrolito. A diferencia de las baterías utilizadas en teléfonos móviles o automóviles, aquellas diseñadas para el almacenamiento de energía en la red no necesitan operar como sistemas cerrados y portátiles. Esta flexibilidad permitió a los investigadores del ORNL desarrollar y probar dos tipos de baterías capaces de convertir el CO2 proveniente de fuentes industriales estacionarias.
Para utilizar esta energía en momentos donde el viento y la luz solar no están disponibles, se necesita una reacción electroquímica. En la nueva formulación de batería, esta reacción captura el dióxido de carbono proveniente de emisiones industriales y lo transforma en productos con valor añadido.
Cada componente de una batería puede estar compuesto por diferentes elementos o compuestos. Estas opciones determinan la vida útil operativa de la batería, su capacidad de almacenamiento de energía, su tamaño o peso, así como su velocidad de carga o descarga de energía.
De las nuevas formulaciones de baterías desarrolladas en Oak Ridge, una de ellas combina CO2 con sodio en agua salada, utilizando un catalizador económico de hierro-níquel. El segundo método implica combinar el gas con aluminio. Ambos métodos utilizan materiales abundantes y un electrolito líquido, generalmente en forma de agua salada, a veces mezclada con otras sustancias químicas.
Las baterías son más seguras que las tecnologías existentes porque sus electrodos son estables en el agua, explica Ruhul Amin, investigador principal del proyecto.
Uno de estos nuevos modelos de baterías conservaba su capacidad durante 600 horas de uso y tenía la capacidad de almacenar hasta 10 horas de electricidad. También identificaron, investigaron y solucionaron su principal desafío: la desactivación causada por la acumulación de ciertas sustancias químicas, una barrera que había afectado a la otra formulación de la batería.
