El regreso de las baterías de hierro-aire

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Investigadores de la ciudad de Jülich, en Alemania, acaban de hacer públicos los resultados de sus investigaciones sobre las baterías de metal-aire, más concretamente sobre las de hierro-aire. Este tipo de tecnología se conoce desde la década de los 70, pero numerosas dificultades técnicas aparentemente insuperables (entre otras, su pérdida de capacidad tras unos pocos ciclos de carga) llevaron a un estancamiento en su investigación durante los años 80. Sin embargo, la observación minuciosa de los procesos de carga y descarga han llevado a una mejor comprensión del funcionamiento de esta tecnología y de las posibles soluciones a los problemas que presenta.

Este tipo de baterías extraen su energía de la reacción del hierro con el oxígeno. El hierro es un elemento muy común y abundante, lo que ayuda a conseguir un bajo precio. Pero lo más interesante es que el aire necesario para la reacción química puede tomarse del ambiente, sin ser necesario su almacenamiento en la batería. Por ello, se ahorra material y se alcanzan densidades energéticas muchísimo más altas que en las actuales baterías de iones de litio.

La densidad volumétrica de una batería de iones de litio ronda los 2.000 Wh/l, mientras que las de litio-aire, mucho más costosas y difíciles de implementar que las de hierro-aire, llegan a los 6.000 Wh/l. Las de hierro-aire alcanzan la cifra 9.700 Wh/l, una cifra muy elevada que permitiría a los coches eléctricos conseguir autonomías similares a las de uno de combustión. Además, su ahorro de espacio serviría para facilitar el diseño de las plataformas, a día de hoy muy condicionadas por la situación de las baterías.

Aunque en las pruebas de laboratorio se han conseguido realizar miles de ciclos de carga/descarga sin pérdidas de capacidad apreciables, en las pruebas en condiciones reales todavía pecan de una durabilidad reducida. Un escollo que, de acuerdo con los investigadores, está en proceso de ser solucionado.

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Fuente | FZ-Juelich



Energias renovables

22 Comment responses

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    November 10, 2017

    Es escollo, no escoyo…

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    November 10, 2017

    Si no la venden no existe.

    Lo siento, me he vuelto muy crítico con el tema de las baterías.

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      November 10, 2017

      +1

      Además q una cosa en la densidad volumétrica y otra el peso de las mismas ¿hierro frente a litio?

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        November 10, 2017

        ¿Tu sabes cuanto litio lleva cada bateria? Poco.
        Y aunque estas celdas pesen el doble que las de litio, ese no es el peso de la bateria, te falta la carcasa que es la misma par alas dos, el sistema de refrigeración (que hay que ver si estas lo necesitan) .
        Aunque todo lo demás sea igual, si las celdas pesan el doble, como tienen cinco veces más capacidad, para la misma capacidad, pesan la mitad.

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      November 10, 2017

      Por supuesto, como todo, hasta que un dia se vende.
      Con tu mentalodad, seguiríamos con las baterias de patatas, que las venden en cualquier supermercado.

      La investigación está para eao, para hacerte la vida mejor.
      Ya llegarán, y si no son estas, serán otras, ¿que más te da?

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        November 10, 2017

        No creo que Gab insinúe que no se debe investigar o que es dinero mal empleado, tan sólo que él como usuario (o posible usuario) personalmente tendrá interés real únicamente en aquella(s) tecnologías de baterías que lleguen de verdad al mercado, porque hay muchas que, como sabes, se quedan en fases previas. A los que tenemos una mayor inquietud científica sí nos interesan más estas noticias.

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          November 11, 2017

          Tuvieran. Se me ha colado.

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        November 11, 2017

        Con mi mentalidad no saldrían noticias estúpidas cada 2 por 3 hasta que no tubieran algo que realmente funcionase.

        Lo que yo insinúo es que el tema de las baterías milagrosas es algo recurrente en noticias de tecnología, pero la realidad es que llevamos ya bastantes años con baterías que no superan los 250wh/kg, que es la máxima capacidad alcanzada hasta ahora, y sin embargo cada cierto tiempo vemos noticias de investigaciones con supuestos productos a punto de salir y de los que nada se vuelve a saber, por eso cada vez que veo una noticia de este tipo siempre digo lo mismo “la venden? no? pues humo.”

        A mí la investigación me parece magnífica y la apoyo totalmente. Además mi formación está relacionada directamente con la química por lo que probablemente tengo más conocimientos en estos temas que muchos de los que escriben por aquí. Con lo que no estoy de acuerdo es con que cada vez que alguien quiere darse notoriedad y quien sabe si pillar pasta (recordemos a los de grabat-Yecla) salga con algo que al final no va ninguna parte. Y ya te digo yo que el que tenga algo bueno y que funcione no sale con noticias, sale enseñando y demostrando las características de su producto (como hace por ejemplo Apple con cada nuevo smartphone), y poniendolo a la venta en cuanto pueda. Si algo da pasta cada día que no puedas venderlo es dinero perdido. Es lo que hay, os guste o no.

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          November 11, 2017

          Tuvieran. Se me ha colado

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    November 10, 2017

    Según datos de la Wikipedia el hierro es 14.71 veces más pesado que el litio (7874 kg/m3 contra 535 kg/m3), de modo que o bien lleva del orden de 15 veces menos hierro que litio a igualdad de “energía”, o el tamaña va a ser menor que las de litio, pero con un peso muy superior.

    Me temo que van a ser algo similar a una batería de plomo “con esteroides”, barata y pesada…..pero muy potente.

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      November 10, 2017

      Menos tóxica que el plomo, también.

      Pueden ser opciones interesantes para baterías estacionarias.

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      November 10, 2017

      Eso si utilizas materiales convencionales y no nuevos desarrollos. Aunque es un ánodo metálico como cualquier celda de litio, utiliza oxígeno de fuera a modo de cátodo. Según he visto, esto permite reducir el peso considerablemente y por tanto, ofrece el potencial de mejorar la densidad energética sin lastrar el peso.

      Incluso Tesla está trabajando en este desarrollo.

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      November 10, 2017

      En efecto, tiene pinta de que el objetivo es más bien para almacenamiento masivo de energía para parques eólicos y solares, donde reducir volumen, incrementar densidad energética, y reducir precio son factores importantes (igual que en los coches), pero reducir peso no tanto (al contrario que en los coches)

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    November 10, 2017

    Y como todo lo que leo sobre el coche eléctrico, estará disponible a partir de currentYear()+2.

    Cuando llegue va a ser el paraíso, hasta entonces seguiré en el infierno de tenerlo jodidamente complicado para acceder a un eléctrico que me compense.

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    November 10, 2017

    Desde el año 70 y que casualidad resurgen ahora. Si se hubiera puesto más empeño desde el principio ahora los coches eléctricos serian otra cosa.

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      November 10, 2017

      Quizá no, la tecnología hoy día es tremendamente superior a la de hace casi 50 años, y no digamos en el estudio de materiales a nivel “átomo”.

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      November 11, 2017

      Eso que dices no tiene sentido. La tecnología ha cambiado un huevo desde entonces, y cosas que ahora se pueden analizar, entonces eran impensables. Por mucho tiempo que dedicaras a ellas.

      Por ejemplo, hoy se puede ver a nivel molecular lo que sucede en una reacción química, en los 70 ni siquiera existía el microscopio de efecto túnel; así que no sólo era imposible, es que también era impensable.

      Y otro ejemplo, el teléfono que tienes en el bolsillo tiene más capacidad de cálculo que todos los ordenadores del mundo en el año 70, así que hay montones de cálculos y simulaciones que eran impensables entonces y hoy se pueden hacer en cualquier laboratorio.

      Y así, un millón de cosas más.

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    November 10, 2017

    Son noticias esperanzadoras… ojalá se transforme en realidad.

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    November 10, 2017

    Si son capaces de almacenar mucha energía, son baratas y son 100% reciclables, bienvenidas sean.
    Si hay que cambiarlas cada cierto tiempo y su precio es muy bajo, sería una opción que podría encajar a algunas personas

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    November 10, 2017

    Según aquí:
    https://en.m.wikipedia.org/wiki/Metal–air_electrochemical_cell#/media/File%3AMetal_air_batteries_barchart.png

    La capacidad teórica máxima del hierro-aire es 1200wh/kg. Muy inferior al litio-aire, lo cual no quiere decir que no pueda ser más fácil acercarse al límite teórico que con las de litio. En tiempo dirá…

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    November 11, 2017

    Desconozco si la densidad energética en pruebas de laboratorio de baterías de litio-aire alcanza realmente 6.000 Wh/l. O si las de hierro-aire alcanzan l 9.700 Wh/l, pero la densidad energética de una batería litio-ion no puede rondar los 2000Wh/l, puesto que la máxima densidad energética que se ha obtenido en una propia celda en crudo (prescindiendo de los fusibles internos) a día de hoy no ha superado los ~750Wh/l.

    La densidad de una batería de li-ion ya construida, con su configuración específica, protecciones, electrónica, etc no supera los 500Wh/l

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