Aunque las baterías de ión litio ofrecen capacidades mayores que las tradicionales de plomo ácido y requieren un menor espacio, su coste es aún un obstáculo a la hora de generalizarse. Sobre las posibilidades de esta tecnología y las nuevas técnicas de almacenamiento de energía nos habla en esta entrevista Enrique Quiroga-González, profesor-investigador en el Instituto de Física de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP).
Podrá conocer más detalles sobre las investigaciones realizadas por esta institución en la próxima edición del evento DCD>México, que tendrá lugar los días 26 y 27 de septiembre en Centro Citibanamex.
Desde la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla están trabajando en buscar nuevas formas de almacenamiento de energía. ¿A qué se debe este requerimiento? ¿Están influyendo tendencias como IoT, big data o movilidad, que demandan mucha más energía?
La necesidad se hace visible al ver el costo de espacio, mantenimiento y seguridad de sistemas de almacenamiento de energía de soporte (UPS). Estos sistemas se utilizan en centros de datos para evitar que se “caigan” los servidores con alguna fluctuación o falla de la línea de transmisión eléctrica convencional. Estos sistemas son necesarios actualmente, pero hay muchas oportunidades de mejora, que ya se han venido viendo por potencias tecnológicas como Google y Microsoft.
Su propuesta son las baterías de ión-litio en el centro de datos. ¿Cuáles son los beneficios de esta tecnología frente a otras tecnologías tradicionales como plomo ácido?
Las baterías de ión litio presentan capacidades mucho mayores (10 veces superior) considerando la capacidad por unidad de peso o unidad de volumen de la batería (capacidad gravimétrica o volumétrica, respectivamente). Especialmente cuando se considera la capacidad volumétrica, el usar baterías de ión Li implicaría una reducción del espacio necesario para alojar las baterías en un 90%. Adicionalmente, estas baterías no requieren mantenimiento, que en el caso de los UPS es caro y conlleva el uso de químicos peligrosos.
¿Por qué no se han generalizado las baterías de ión-litio, teniendo en cuenta sus ventajas? ¿Es el coste el principal inconveniente?
Actualmente lo que detiene el uso generalizado de esta clase de baterías por el común de consumidores es el costo. Sin embargo, aumentando la producción en masa se abaratarán los precios.
No obstante, aunque se dice que el coste inicial es más alto, ¿a largo plazo es una tecnología más rentable, teniendo en cuenta los costes de operación?
Sí, es una tecnología rentable que está viviendo mucho desarrollo, debido a que se utiliza de forma cotidiana en dispositivos móviles y está encontrando su camino en autos eléctricos. Las compañías de autos están invirtiendo mucho en el desarrollo de esta tecnología para abaratar costos y hacer los autos eléctricos una realidad generalizada en la sociedad. El costo inicial de implementación puede ser más alto, pero se recupera durante la operación.
¿Pueden llegar verdaderamente a competir las baterías de ión-litio con las de plomo ácido? ¿Cuándo cree que se emplearán en el centro de datos?
Ya se están usando de forma exitosa en servidores de Microsoft, de forma distribuida. Ellos hablan de una reducción del 80% en el costo por el uso de almacenamiento de energía.
¿Qué están haciendo desde la BUAP en relación con las baterías de ión-litio?
En mi laboratorio de investigación (laboratorio de energía, en el instituto de física de la BUAP) desarrollamos nuevos materiales para baterías de alta capacidad. Por nombrar dos casos, hacemos investigación en ánodos micro-estructurados a base de silicio, que proporcionan capacidades más de 10 veces superiores a los ánodos convencionales a base de carbón. También trabajamos con cátodos a base de azufre, que presentan capacidades al menos 4 veces superiores a las de cualquier otro material de cátodo. Cabe mencionar que el cátodo y el ánodo son las partes activas de la batería (los materiales que almacenan la carga en forma de iones de litio). Trabajamos en mejorar el rendimiento, velocidad y tiempo de vida de estos elementos.
Debo mencionar que la BUAP tiene la sede de la red nacional de investigación en almacenamiento de energía. En esta red participan más de 100 miembros de 14 estados de la república mexicana y de 24 instituciones tanto públicas como privadas. Yo funjo como responsable técnico de la red.
¿Qué otras tendencias de almacenamiento existen actualmente y están investigando desde la BUAP?
En nuestra universidad también se están probando tecnologías como supercapacitores, que proporcionan poca capacidad de almacenamiento pero gran potencia instantánea; también celdas de combustible, que permiten tener una fuente de energía en zonas apartadas utilizando combustibles económicos, como el alcohol.