Nueva batería solar más barata se hace con un ingrediente Pee
Mariposa en el panel solar. Autor de la foto: Takver (cc 2.0)

Una batería hecha con urea, que se encuentra comúnmente en los fertilizantes y la orina de los mamíferos, podría proporcionar una forma de bajo costo de almacenar energía producida a través de la energía solar u otras formas de energía renovable para el consumo fuera de horas.

La batería no es inflamable y contiene electrodos hechos de abundante aluminio y grafito. El ingrediente principal de su electrolito, la urea, ya es producido industrialmente por la tonelada para fertilizantes de plantas.

“En esencia, lo que tienes es una batería hecha con algunos de los materiales más baratos y abundantes que puedes encontrar en la Tierra. Y en realidad tiene un buen desempeño ", dice Hongjie Dai, profesor de química en la Universidad de Stanford. "¿Quién hubiera pensado que podrías tomar grafito, aluminio, urea y, de hecho, hacer una batería que pueda funcionar durante bastante tiempo?"

En 2015, el laboratorio de Dai fue el primero en hacer una batería de aluminio recargable. Este sistema se cargó en menos de un minuto y duró miles de ciclos de carga y descarga. El laboratorio colaboró ​​con el Instituto de Investigación de Tecnología Industrial de Taiwán (ITRI) para impulsar una motocicleta con esta versión anterior, que tenía un inconveniente importante: se trataba de un electrolito costoso.

La última versión incluye un electrolito a base de urea y es aproximadamente 100 veces más barato que el modelo 2015, con una mayor eficiencia y un tiempo de carga de minutos 45. Es la primera vez que se usa urea en una batería.

La diferencia de costo entre las dos baterías, dice Dai, es "como la noche y el día". Los hallazgos aparecen en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias.


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A diferencia de la energía derivada de los combustibles fósiles, la energía solar esencialmente puede aprovecharse solo cuando el sol está brillando. Un panel solar bombea energía a la red eléctrica durante el día. Si esa energía no se consume de inmediato, se pierde en forma de calor.

A medida que la demanda de tecnologías renovables crece, también lo hace la necesidad de baterías baratas y eficientes para almacenar la energía para su liberación durante la noche. Las baterías actuales, como las baterías de ion de litio o de plomo, son costosas y tienen vidas útiles limitadas.

La nueva batería podría proporcionar una solución al problema de almacenamiento de la red, dice el candidato a doctorado Michael Angell. "Es barato. Es eficiente. El principal objetivo es el almacenamiento en red ".

El almacenamiento en rejilla también es el objetivo más realista, debido al bajo costo de la batería, su alta eficiencia y su ciclo de vida largo, señala Angell. Un tipo de eficiencia, llamada eficiencia Coulombic, es una medida de la cantidad de carga que sale de la batería por unidad de carga durante la carga. La eficiencia de Coulombic para esta batería es un porcentaje alto de 99.7.

Aunque también es eficiente, las baterías de iones de litio que se encuentran comúnmente en dispositivos electrónicos pequeños y otros dispositivos pueden ser inflamables. Por el contrario, la batería de urea es inflamable y, por lo tanto, menos riesgosa.

"Me sentiría seguro si mi batería de respaldo en mi casa está hecha de urea con pocas posibilidades de causar un incendio", dice Dai.

Para cumplir con las demandas de almacenamiento en la red, una batería comercial deberá durar al menos diez años. Al investigar los procesos químicos dentro de la batería, Angell espera extender su vida útil.

La perspectiva es prometedora. En el laboratorio, estas baterías de iones de aluminio a base de urea pueden pasar por ciclos de carga 1,500 con un tiempo de carga de 45 minutos.

"Con esta batería, el sueño es que la energía solar se almacene en todos los edificios y hogares", dice Dai. "Tal vez cambie la vida cotidiana. No lo sabemos ".

Las patentes de la batería han sido autorizadas a AB Systems, fundada por Dai. Una versión comercial está actualmente en desarrollo.

Artículo Fuente

Jackie Flynn por Universidad de Stanford

El Departamento de Energía de EE. UU., El Plan Global Networking Talent 3.0, el Ministerio de Educación de Taiwán y el Proyecto Taishan Scholar financiaron el trabajo.

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