Una de las alternativas más interesantes a las baterías de iones de litio son las baterías de flujo líquido, que llevan años en desarrollo pero nunca han llegado a producción.
Hasta ahora, que la start-up Influit Energy (nacida bajo el paraguas del Instituto de Tecnología de la Universidad de Illinois en EEUU) acaba de anunciar que están muy cerca de lograrlo gracias a su tecnología no inflamable de recarga rápida, que promete ser “hasta un 23 % más eficiente que las baterías de litio, a mitad de su precio”.
Su funcionamiento a partir de los denominados “nanoelectrocombustibles” (NEF, de sus siglas en inglés) está pensado tanto para alimentar a los coches eléctricos como para otros medios de transporte como los aviones. La NASA y las Fuerzas Armadas de los EEUU han colaborado en su desarrollo.
“El primer combustible eléctrico, seguro y recargable del mundo”.
El trabajo del equipo de Influit Energy comenzó en 2009 como un puro ejercicio de ciencia básica en un humilde laboratorio que ya se les ha quedado pequeño.
Más de una década después las instalaciones y el equipo liderado por investigador y CEO de la compañía, John Katsoudas, han evolucionado tanto como para asegurar que han creado “el primer combustible eléctrico, seguro y recargable del mundo”.
Y suena tan prometedor como parece, aunque como suele pasar con la tecnología que promete ser revolucionaria, tiene algún "pero".
Lo cierto es que las baterías de flujo o “baterías líquidas”, no son nada nuevo. Estas normalmente parten de dos químicos líquidos que se bombean en dos recipientes o tanques separados por una membrana de intercambio iónico para crear una corriente eléctrica, aunque suelen presentar una densidad energética baja.
A grandes rasgos, esto es así porque solo es posible disolver una cantidad determinada del material de la batería antes de que este empiece a depositarse en el fondo del tanque, inutilizando los fluidos.
Principalmente por esta razón, las baterías de flujo no habían pasado de la fase de desarrollo o no se habían llegado a aplicar en proyectos relevantes hasta ahora.
Los científicos de Influit Energy aseguran que han resuelto este escollo utilizando nanopartículas sólidas de material de batería (concretamente, óxido metálico activo) suspendidas en lugar de disueltas en su fluido base.
Por el llamado movimiento browniano aleatorio, se consigue que estas minúsculas partículas no se depositen en el fondo.
"Hemos creado un nuevo tipo de batería de flujo que se basa en un material compuesto que hemos inventado, que es un nanofluido de alta densidad en el que las nanopartículas son materiales activos para la batería, al que hemos llamado nanoelectrocombustible o NEF", explica John Katsoudas.
De esta forma, el NEF funcionaría como un combustible que se puede extraer de la batería y sustituirlo por un combustible ya cargado: y no solo para un mismo fin.
Se puede reutilizar en distintos vehículos y no es inflamable
Una de los tres fundadores de Influit Energy, que también es jefa de operaciones y directora de investigación de la compañía y profesora de química en la Universidad de Illinois, Elena Timofeeva, desarrolla este punto tan interesante de su tecnología:
"El exclusivo formato de las baterías de flujo NEF permite que los mismos fluidos puedan utilizarse en diferentes dispositivos. Esto significa que el fluido, cargado a partir de fuentes de energía renovables o de una red eléctrica, puede utilizarse para repostar vehículos rápidamente o para el almacenamiento estacionario y otras aplicaciones portátiles".
Así, según la científica, el fluido descargado puede devolverse a una estación de reabastecimiento para volverse a cargar cuando sea necesario, o recargarse dentro del vehículo o dispositivo en el que se encuentre enchufándolo directamente a una fuente de energía. También se puede reciclar.
Además Katsoudas afirma que las nanopartículas están modificadas en su superficie para evitar la aglomeración y reducir la viscosidad de la solución de las baterías, “hasta el punto de que los NEF fluyen más o menos como lo haría el aceite en un motor”.
Según los datos publicados por Influit Energy, sus baterías de flujo no son inflamables, pueden funcionar entre -40°C y 80°C de temperatura y poseen “una densidad de energía por volumen un 23 % mayor que las baterías de iones de litio”, de entre 350 y 550 Wh/l con un coste de casi la mitad que estas.
Influit no sólo está desarrollando las baterías líquidas, sino también unos dispositivos de funcionamiento similar a las pilas de combustible necesarios para extraer la energía, así como un sistema de gestión del combustible que mantenga los fluidos separados y retenga el combustible gastado para su reciclaje.
En la primera versión de la batería de flujo bautizada con el nombre comercial de DARPA proyecto ha contado con el apoyo de la NASA, que financió el desarrollo de sistemas de carga rápida.
Por su parte, las Fuerzas Armadas estadounidenses contribuyeron al desarrollo del sistema de las nanopartículas y el propio Gobierno de los EEUU aportó más de 10 millones dólares en concepto de financiación. Y es que estas baterías de flujo podrían servir para alimentar los futuros vehículos eléctricos militares.
Sobre el papel estas baterías líquidas tienen muchas ventajas respecto a las de iones de litio más allá de la mayor densidad energética que prometen.
Entre las principales, encontramos que ni son inflamables ni explosivas, pues si los líquidos se mezclan accidentalmente, no pasa nada salvo un ligero aumento de la temperatura en unos pocos grados.
Además, al no usar materiales raros ni materias primas escasas, son más baratas de producir.
Del mismo modo, son fáciles de recargar de forma rápida y además se pueden reciclar mediante un proceso simplificado. Sin embargo queda por despejar uno de los interrogantes más importantes: su longevidad, que no ha sido revelada por la compañía.
Además, aún queda mucho por hacer hasta llegar a la última fase para la producción en serie, empezando por unas instalaciones del tamaño adecuado y más personal. Ya están en ello, pero mientras tanto, el panorama es alentador para Influit.
Los investigadores ya están probando la que sería segunda generación de DARPA para ver si es viable. Según ellos, "ofrecerá una densidad energética cuatro o cinco veces mayor que las baterías de litio convencionales (hasta 550-750 Wh/kg) a un tercio de su coste".