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Más allá del ión de litio: ARPA-E apuesta por el almacenamiento de energía novedosa
Es demasiado pronto para decir si la agencia ARPA-E del Departamento de Energía ha alcanzado un éxito tecnológico, pero vale la pena seguir de cerca la investigación que financia.
ARPA-E anunció ayer 130 millones de dólares para 66 subvenciones que tienen el potencial de un cambio transformador en energía. De hecho, hay algunas ideas audaces en la lista, como turbinas eólicas hechas de tela y un ala oscilante submarina que obtiene energía de las mareas y los ríos. En un cambio este año, muchos proyectos se centran en utilizar el abundante gas natural en EE. UU. (Ver lista completa aquí y la elección de proyectos destacados de Kevin Bullis aquí).
Pero al igual que los programas de subvenciones anteriores, el almacenamiento de energía ocupa un lugar destacado en la lista de prioridades de ARPA-E, con alrededor de 20 proyectos financiados en esta área, algunos tan bajos como medio millón de dólares. La empresa que recibió la mayor subvención es PolyPlus Battery Company, que también recibió $ 9 millones este verano de la Oficina de Fabricación Avanzada del DOE. El dinero de ARPA-E, que es tanto para PolyPlus Battery como para Johnson Controls, es desarrollar una batería acuosa recargable de litio-azufre que promete una mejor densidad de energía que las baterías de iones de litio actuales.
La palabra clave es acuosa, dice el investigador asociado Thomas Conry de PolyPlus Battery. Durante los últimos 30 años, las baterías Li-S no acuosas tradicionales se han quedado atascadas en el laboratorio, sin poder pasar a la realidad comercial. PolyPlus ha logrado avances en la química que resuelven muchos de los obstáculos.
La compañía está desarrollando primero una batería de agua de mar de litio y baterías de aire de litio recargables. La clave de todas sus baterías planeadas es una membrana cerámica que es impermeable al agua y permite que los iones de litio se muevan a través de ella. La subvención de fabricación se centra en métodos para producir ese y otros componentes a escala, dice Conry. (Ver, ¿Tiene un gran avance en la batería? Necesita amigos en la fabricación).
Otra empresa, Vorbeck Materials, recibió una subvención de 1,5 millones de dólares para una batería de litio y azufre que mejoraría la densidad de energía y el tiempo de carga de las baterías actuales. Mientras tanto, Sharp Laboratories of America obtuvo 2,9 millones de dólares para una batería de iones de sodio que espera que reduzca drásticamente el costo del almacenamiento en la red.
También se otorgaron subvenciones para pilas de combustible, baterías de flujo e investigación sobre almacenamiento térmico. NREL, por ejemplo, recibió una subvención para desarrollar un sistema para convertir el calor de la luz solar concentrada en electricidad utilizando materiales termoeléctricos. Por lo general, los proyectos ARPA-E, que son de alto riesgo, tienen como objetivo producir un prototipo en dos o tres años, con la esperanza de que luego se pueda comercializar un producto.
Es bien sabido que las innovaciones en el almacenamiento de energía y las baterías llevan años (ver, Toyota se enchufa en la batería de automóvil eléctrico de próxima generación). Y como le dirán la mayoría de los empresarios de la energía, recibir financiación inicial de capital de riesgo para cualquier cosa relacionada con los nuevos tipos de almacenamiento de energía es una propuesta difícil dados los largos tiempos y costos de desarrollo. En ese sentido, el dinero de la subvención de ARPA-E, uno de los pocos programas de energía del gobierno que generalmente cuenta con el apoyo de ambos partidos, es vital para explorar qué tecnologías de almacenamiento tienen el potencial de tener éxito en los productos actuales.