Las baterías oxidadas podrían mejorar en gran medida el almacenamiento de energía de la red

Una empresa estadounidense está diseñando una batería grande que, según dice, podría ayudar a descarbonizar el sector energético de la nación de manera más económica que los sistemas de almacenamiento de iones de litio y con materiales nacionales.

El concepto, conocido como la “batería de hierro-aire”, ha impresionado a los expertos estadounidenses. A diferencia de las baterías de iones de litio actuales que requieren materiales costosos en su mayoría de otros países, como litio, cobalto, níquel y grafito, la batería propuesta almacena electricidad utilizando metal de hierro ampliamente disponible.

Funciona según lo que los científicos llaman el principio de "oxidación reversible". El bajo costo y la alta disponibilidad del hierro podrían permitir que las baterías de hierro-aire almacenen electricidad durante varios días durante los períodos de baja generación de energía solar y eólica. Una de esas baterías de hierro-aire está siendo diseñada por Form Energy, una empresa con sede en Massachusetts que es codirigida por un exfuncionario de Tesla Inc.

Aunque las baterías de hierro-aire se estudiaron por primera vez a principios de la década de 1970 para aplicaciones como vehículos eléctricos, investigaciones más recientes sugieren que pueden ser un "competidor principal" para expandir los futuros suministros de energía eléctrica verde para los servicios públicos de la nación, según George Crabtree, director del Centro Conjunto para la Investigación del Almacenamiento de Energía en el Laboratorio Nacional de Argonne.

Las baterías de iones de litio, que se utilizan en automóviles y para almacenamiento a gran escala, descargan energía eléctrica durante unas cuatro horas. La batería de hierro-aire, mucho más grande, puede almacenar y luego descargar energía durante 100 horas, lo que brinda a las empresas de servicios públicos cuatro días de electricidad para cerrar las brechas de energía renovable que pueden ocurrir en las redes de EE. UU.

Crabtree, un físico, predijo que la batería de hierro y aire también ayudaría a EE. UU. a descarbonizar las operaciones industriales y reforzaría los planes del Departamento de Defensa de depender más de la energía renovable.

Crabtree señaló que si bien los investigadores estadounidenses ayudaron a inventar la batería de iones de litio en 1970, se tardó hasta 1991 en llegar al mercado. Sony Group Corp., una empresa japonesa, fue la primera en venderlo. Después de eso, las empresas con sede en China tomaron la delantera y continúan dominando el mercado mundial de baterías de iones de litio.

Form Energy nació en 2017. Surgió de la consolidación de dos empresas estadounidenses más pequeñas de almacenamiento de energía, una de las cuales estaba dirigida por Mateo Jaramillo, exejecutivo de Tesla.

Los cofundadores compartieron una visión para remodelar el sistema eléctrico global mediante la creación de una nueva clase de baterías de almacenamiento multidía de bajo costo. Comenzaron a probar varias químicas diferentes para hacer una batería competitiva y de producción nacional.

Aterrizaron en la batería de hierro-aire, que incluye una losa de hierro, un electrolito a base de agua y una membrana que alimenta una corriente controlada de aire a la batería. Al descargarse, la batería respira oxígeno del aire y convierte el metal de hierro en óxido. Mientras se carga, una corriente eléctrica vuelve a convertir el óxido en hierro y la batería exhala oxígeno.

Desde su fundación, la empresa ha recaudado 832 millones de dólares de inversores, incluidos Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates y ArcelorMittal SA, una empresa siderúrgica multinacional con sede en Luxemburgo.

Desde 2021, Form Energy ha firmado contratos para construir instalaciones de almacenamiento de baterías para dos empresas de servicios públicos. Una es Georgia Power Co., la subsidiaria más grande de Southern Co. La otra es Great River Energy, la segunda empresa eléctrica más grande de Minnesota, que suministra energía a las cooperativas eléctricas.

Form Energy está trabajando con ArcelorMittal para desarrollar materiales de hierro que la empresa siderúrgica suministraría a Form Energy. La compañía de baterías se negó a decir cuándo anunciaría la construcción de su primera fábrica o dónde estaría.

“No estamos hablando de eso todavía”, dijo Jaramillo en una entrevista.

El equipo ejecutivo de su empresa incluye a Yet-Ming Chiang, su director científico y experto en materiales que enseña en el Instituto Tecnológico de Massachusetts. Posee más de 100 patentes estadounidenses.

La batería de almacenamiento inicial, aproximadamente del tamaño de una combinación de lavadora y secadora doméstica, será demasiado grande y pesada para los automóviles, pero podría reemplazar las baterías de iones de litio para el almacenamiento a gran escala porque sería una décima parte del costo y su capacidad será mucho mayor, según Form Energy.

Jaramillo se graduó de la Universidad de Harvard con una licenciatura en economía y luego estudió teología en Yale Divinity School.

“Probablemente me ayudó en más formas de las que podría articular”, dijo sobre sus estudios religiosos. “Me ayudó a mantenerme informado sobre cómo se ven las soluciones en este mundo. No hay nada perfecto”.

Crabtree, del Laboratorio Nacional de Argonne, dice que está impresionado por los logros de Form Energy hasta el momento. En comparación con el esfuerzo de 21 años de EE. UU. para desarrollar la batería de iones de litio, Form Energy puede desarrollar la batería de hierro-aire en menos de nueve años.

“Muestra que es posible moverse rápidamente cuando se trata del cambio climático. Esa es la respuesta crítica”, dijo Crabtree.

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