Investigadores en Cerdeña han logrado avances notables en energía sostenible mediante el desarrollo de baterías de sodio y agua de mar para el almacenamiento estacionario de energía a corto y largo plazo. Descubrieron que las baterías de sodio y agua de mar pueden almacenar energía eficientemente y estabilizar las fluctuaciones de potencia mediante el uso de tecnología de bifenilo de sodio combinada con energía de las olas. Se espera que este nuevo descubrimiento satisfaga las necesidades energéticas y hídricas de Cerdeña, a la vez que captura dióxido de carbono. Este es un avance significativo en la transición hacia energías limpias para zonas costeras e islas.
Investigadores de la Universidad de Perugia y la Universidad Sapienza de Roma han realizado un estudio sobre las prometedoras capacidades de las redes de bloques de agua. Su investigación se centra en un caso práctico sobre la abundancia de energía renovable en la isla de Cerdeña.
Sus hallazgos revelaron que las baterías de sodio, combinadas con la energía de las olas, pueden estabilizar eficazmente las fluctuaciones de potencia y allanar el camino hacia un sistema de generación de energía completamente descarbonizado a largo plazo. La tecnología de baterías de sodio, conocida como baterías de sodio, muestra una gran eficiencia, utilizando agua de mar como cátodo. Una de las muchas ventajas de las baterías de sodio es su notable capacidad para almacenar energía de manera efectiva tanto a corto como a largo plazo, lo que garantiza un almacenamiento de energía anual confiable.
Para aprovechar este potencial, utilizaron bifenilo sódico (Na-BP) como anolito, creando una notable tecnología SWB. Este diseño innovador permite que tanto el anolito como el catolito (agua de mar) fluyan a través de las celdas de la batería, asemejándose a una batería de flujo redox convencional con una eficiencia excepcional.
Investigadores han revelado que una de las principales ventajas de las baterías de sodio-fosfato (SWB) basadas en Na-BP es su capacidad para almacenar sodio metálico externamente . Al ampliar el depósito de sodio metálico, esta innovadora característica aumenta considerablemente la duración del almacenamiento. Como resultado, es posible almacenar energía desde horas hasta meses, o incluso durante todas las estaciones, utilizando un solo dispositivo. Esto no solo mejora la eficiencia general, sino que también reduce los costos de inversión.
Los investigadores afirmaron: «Este trabajo tiene como objetivo demostrar la aplicabilidad de la tecnología SWB para satisfacer las necesidades energéticas europeas, así como despertar el interés de los sectores público y privado en el desarrollo necesario para llevar las celdas a escala de laboratorio, desarrolladas hasta ahora, a aplicaciones comerciales».
Para lograr este objetivo, los investigadores exploraron el uso de SWB en combinación con convertidores de energía undimotriz . Su investigación reveló que esta combinación podría reducir las fluctuaciones de potencia en la red eléctrica de Cerdeña en más del 85 % . Específicamente, calcularon la reducción en el aumento de potencia comparando valores de potencia consecutivos a intervalos de un segundo. Además, almacenaron la energía en el anolito de Na-BP.
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Los investigadores concluyeron que, a largo plazo, los sistemas de almacenamiento de energía solar (SWB) tienen el potencial de satisfacer las necesidades energéticas estacionales y anuales de Cerdeña. Esto se debe a la extraordinaria densidad volumétrica del sodio metálico, que es aproximadamente cuatro veces mayor que la del hidrógeno comprimido a 700 bares.
Para lograr la descarbonización total de la red eléctrica de Cerdeña, es necesaria la integración de aproximadamente 340,000 m³ de Na metálico. Esta cantidad equivale a un depósito de Na de 3 metros de altura y una superficie inferior a la de cuatro campos de fútbol, según los cálculos de los investigadores.
Además, las baterías de sodio-agua de mar para el almacenamiento estacionario de energía a corto y largo plazo tienen el potencial de cubrir aproximadamente el 29 % de las necesidades de agua desalinizada de la población de Cerdeña. No solo eso, sino que también poseen una función complementaria de captura de dióxido de carbono , almacenando eficazmente 37.3 gramos de CO2 por kWh.
En el informe, los investigadores mencionaron que «los resultados del modelo demuestran la eficacia del almacenamiento de energía basado en SWB, combinado con las abundantes fuentes renovables de Cerdeña, lo que permite la descarbonización total del sistema energético de la isla. Además, las funcionalidades de desalinización y captura de CO2 de los SWB son un ejemplo de implementación de la transición a la energía limpia que puede extenderse a otras islas y zonas costeras».
Fuente : Baterías de sodio-agua de mar para almacenamiento de energía estacionario a corto y largo plazo.
