Desde hace ya algunos años, las energías renovables se han consolidado como una de las grandes herramientas para alcanzar la sostenibilidad y la protección ambiental. Sin embargo y aunque ha habido grandes avances al respecto, dichas energías requieren de tecnologías eficientes que faciliten un almacenaje energético más rápido y económico. Frente a esto surge la necesidad de retomar e implementar las baterías hierro-aire, una tecnología novedosa e imparable que determinará el inicio de un proceso exitoso y enriquecedor.

A lo largo de este artículo de Futuro Eléctrico te contaremos qué son estas baterías, cómo funcionan y qué se busca alcanzar con ellas.

¿Qué son las baterías de hierro-aire?

baterías hierro-aire

Debido a la necesidad de desarrollar y crear sistemas que garanticen la producción a gran escala de energía renovable, empresas de todo el mundo han buscado crear baterías de respaldo que disminuyan los problemas de fabricaciones y potencien el funcionamiento de los sistemas energéticos. Ejemplo de ello es la empresa americana Form Energy, quién ha presentado una innovadora tecnología conocida como baterías hierro-aire.

Como su nombre lo indica, las baterías hierro-aire son baterías que obtienen la energía de una particular reacción entre el hierro y el oxígeno. La serie de estas baterías está destinada, especialmente, al almacenamiento de la electricidad generada a través de fuentes de energía renovable, como por ejemplo la energía solar o eólica. Gracias a ellas, se lograría aportar cantidad suficiente de energía a la red de abastecimiento, una cantidad que podría sostenerse por, aproximadamente, 100 horas, según afirma la compañía.

Estas baterías son concebidas para utilizarse en aplicaciones de gran tamaño, a través de un proceso de cadena. Esto debido a que sus dimensiones son muy parecidas a las de una lavadora.

Las baterías hierro-aire componen de celdas llenas de gránulos de hierro. Cuando dichos gránulos se exponen al aire producen óxido. Luego se elimina el oxígeno, llevando a la producción de óxido de hierro.

¿Cómo funcionan las baterías de hierro-aire?

La dinámica de las baterías hierro-aire se fundamenta en la oxigenación reversible. A medida que ellas se descargan, el sistema captura el oxígeno del aire, para luego encargarse de oxidar el hierro que conforma la batería. A través del intercambio entre el hierro y el oxígeno se generan condiciones aptas para que la energía se almacene por más tiempo que en las baterías tradicionales.

Ahora bien, cada batería individual está llena de un electrolito no inflamable a base de agua. Dicho electrolito es muy similar al que se usa en las baterías AA. Dentro de cada electrolito se encuentran pilas de 10 a 20 celdas. Dichas celdas o módulos se componen por electrodos de hierro y de aire. Los módulos se agrupan en bloques de energía que se conectarán a la red eléctrica por medio de sistemas de megavatios.

El proceso lo explica Mateo Jaramillo, director de la compañía Form Energy así:

“Podemos conducir la reacción química que causa la oxidación en ambas direcciones. Cuando devolvemos el hierro a su estado metálico, esencialmente lo estamos cargando y preparando para ser descargado, porque el hierro quiere oxidarse. Sabemos cómo evitar que ocurra automáticamente controlando sus condiciones. En su estado cargado, un ánodo de hierro metálico no tiene oxígeno trabajando en él. Cuando está descargado, le añadimos oxígeno y, en ese proceso, cede electrones”.

Frente a esto vale recalcar que los sistemas de megavatios que se crean con estas baterías requerirán de ciertas proporciones de tierra. Por ejemplo, un sistema de megavatio de configuración menos densa podría requerir 4000 metros cuadrados de tierra, mientras que las de mayor densidad podrán requerir, aproximadamente, 12000 metros cuadrados.

¿Qué prometen las baterías hierro-aire? Ventajas que se esperan alcanzar

La primera de las razones por las que las baterías hierro-aire son tan interesantes es porque con ellas se busca almacenar una mayor cantidad de electricidad, para luego descargarla durante más de 100 horas seguidas. Lo mejor de todo es que dicho almacenamiento implicaría costes mucho menores que el que implica el uso de baterías de iones de litio normales. Esto les aporta competitividad y eficiencia.

Por otro lado, la empresa asegura que las baterías hierro-aire desarrolladas son mucho más escalables y versátiles que las tradicionales. Esto les otorga una gran capacidad para impulsar el uso de diferentes energías renovables, como la fotovoltaica, la eólica, la hidráulica, y la solar.

Además de lo anterior, estas baterías se han constituido en una importante innovación gracias, ante todo, a que su creación requiere de componentes abundantes y económicos (hierro, agua y aire), mientras que las tradicionales requieren de litio, cobalto, níquel o grafito. Vale también destacar que, aunque su tamaño es mucho mayor, estas baterías ofrecen una capacidad proporcional a él, aumentando así la eficiencia de los sistemas energéticos.

Palabras finales

Las baterías hierro-aire son, entonces, una de las grandes opciones para superar algunos retos importantes de las energías renovables, como la intermitencia y el uso de fuentes poco respetuosas con el medio ambiente. Por lo pronto la compañía ha enfocado sus esfuerzos en la captación de fondos y apoyos para continuar con el proceso. Tanta ha sido su fama y reconocimiento que, incluso, personajes como Bill Gates y Jeff Bezos ya invierten en ellas.

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