Más eficientes y baratas, podrían aplicarse en vehículos híbridos, turbinas eólicas y paneles solares.
Un equipo de ingenieros e investigadores de la Universidad Nacional de Singapore ha desarrollado una nueva clase de membranas destinadas al almacenamiento de energía, cuyo rendimiento supera al que ofrecen las baterías recargables y los supercondensadores, entre otros dispositivos. Además de su eficacia, las membranas son más económicas y respetuosas con el medio ambiente.
El equipo de ingenieros y científicos que llevó adelante esta investigación fue dirigido por Xie Xian Ning, y el proyecto se concretó en el marco de la National University of Singapore's Nanoscience and Nanotechnology Initiative (NUSNNI). Las membranas para el almacenamiento de energía brindan una nueva alternativa en un campo cada vez importante para la tecnología y la industria en general.
Una cuestión urgente
El almacenamiento de energía eléctrica y su gestión se está convirtiendo en una cuestión urgente, dado el cambio climático y la escasez energética que afronta el planeta. En ese marco, las tecnologías existentes, como por ejemplo las baterías recargables o los supercondensadores, afrontan varios desafíos para el futuro.
Sucede que estas alternativas requieren complicadas configuraciones, incluyendo electrolitos líquidos, y que se enfrentan a numerosas dificultades dada su masificación, sobre todo a sus altos costos de fabricación. Al mismo tiempo, el crecimiento en las regulaciones y normativas ambientales, y también una mayor conciencia general sobre estas cuestiones, provoca que se busquen opciones más ecológicas.
El hallazgo concretado por Xie Xian Ning y su equipo ha sido difundido a través de una nota de prensa de la Universidad Nacional de Singapore, y en dos artículos publicados recientemente en revistas especializadas, uno de ellos en Nature y otro en Energy & Environmental Science.
Fuerte disminución del coste energético
Las nuevas membranas no sólo ofrecen una mayor rentabilidad en el almacenamiento de energía, sino que también brindan una solución respetuosa con el medio ambiente. Los investigadores utilizaron un polímero de poliestireno que, al estar entre dos placas de metal, es capaz de almacenar una carga de 0,2 faradios por centímetro cuadrado.
Estos indicadores superan ampliamente a los límites normales registrados en un condensador estándar, que se ubican en 1 microfaradio por centímetro cuadrado. Al mismo tiempo, el coste del almacenamiento de energía se reduce drásticamente, otra clara ventaja de esta nueva tecnología.
Mientras que con las tecnologías actuales, basadas en electrolitos líquidos, el almacenamiento tiene un coste de alrededor de siete dólares por faradio, las nuevas membranas facilitan un importante ahorro, ya que el coste de almacenamiento por faradio se reduce a 0,62 dólares.
Aplicación en vehículos híbridos, paneles solares y turbinas eólicas
Además de este ahorro, los especialistas destacaron que el coste energético de las membranas se ubica en los 10-20 vatios-hora por dólar, en comparación con los 2,5 vatios-hora por cada dólar que registran las baterías de iones de litio, incrementando claramente así el almacenamiento.
Según destacó el propio Xie Xian Ning, la membrana patentada por los especialistas de Singapur permite la configuración de dispositivos muy simples y de bajo coste de fabricación, en comparación con las baterías recargables y supercondensadores, superando además en rendimiento a las baterías recargables de iones de litio, a las baterías de plomo-ácido y a los supercondensadores.
Las aplicaciones potenciales de estas membranas van desde los vehículos híbridos a los paneles solares y turbinas eólicas. En el caso de los automóviles, pueden emplearse para el almacenamiento y la entrega de potencia instantánea, mejorando de esta forma la eficiencia energética y reduciendo las emisiones de carbono. En consecuencia, ya se trabaja en el desarrollo de las condiciones necesarias para poder comercializar y producir de forma masiva esta nueva tecnología.
En el mismo sentido, las membranas también pueden ser integradas en los paneles solares y turbinas eólicas, para almacenar y gestionar la electricidad generada, incrementando la efectividad de estos sistemas de energía limpia y renovable. La investigación fue apoyada por la Singapore-MIT Alliance for Research & Technology (SMART) y la National Research Foundation de Singapore.
