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Sun Catalytix busca un segundo acto con batería de flujo
Sun Catalytix, spin-off del MIT, ha tenido que dejar en suspenso su audaz visión de permitir la economía del hidrógeno. Pero todavía tiene objetivos técnicos agresivos.
El director ejecutivo de Sun Catalytix, Mike Decelle, muestra los dos electrolitos diseñados por la empresa que se utilizarán en una batería de flujo planificado para el almacenamiento en red. Crédito: Martin LaMonica.
La compañía con sede en Cambridge, Massachusetts, ha pasado el último año y medio diseñando una batería de flujo para almacenamiento en red y planea tener un prototipo a finales de este año, me dice el director ejecutivo Mike Decelle. La esperanza es probar el sistema de escala de kilovatios este año y recaudar fondos adicionales para un mayor desarrollo antes de fin de año.
Las baterías de flujo son una de las tecnologías de batería más atractivas para almacenar varias horas de energía en la red. Se pueden utilizar para suavizar el suministro variable de parques eólicos y solares o proporcionar energía de respaldo para edificios o campus con generación de energía en el sitio. Un producto comercial de Sun Catalytix podría entregar un megavatio de energía durante cuatro a seis horas y cabría en un contenedor de envío de 40 pies, dice Decelle.
Ya hay decenas de baterías de flujo conectadas a la red fabricadas por empresas con químicas de vanadio y bromuro de zinc. Sun Catalytix está utilizando moléculas de diseño hechas de abundantes materiales que son ambientalmente benignos y producirán bajos costos, dice Decelle. La compañía tiene como objetivo un precio de $ 200 a $ 250 por kilovatio-hora de capacidad, mucho menos que las baterías de larga duración que ahora están conectadas a la red.
La decisión de enfocarse en las baterías de flujo es un cambio dramático para Sun Catalytix. La startup se separó del MIT en 2009 para comercializar un catalizador de bajo costo desarrollado por el profesor Daniel Nocera. Con él, Nocera imaginó una hoja artificial que podría quitar el hidrógeno del agua a bajo costo y usar el hidrógeno en una celda de combustible para producir electricidad. La compañía recaudó capital de riesgo de Polaris Venture Partners y del conglomerado indio Tata, que expresó interés en su tecnología para energía distribuida. También consiguió una subvención ARPA-E para un material que puede producir hidrógeno a partir del agua directamente de la energía solar. (Ver, Una hoja artificial más verde).
La visión de utilizar un electrolizador de bajo costo que funcione con energía solar generó mucha publicidad para la empresa y Nocera, que abogaba por el uso de la tecnología en los países en desarrollo. En ese momento, muchas empresas de capital riesgo estaban dispuestas a invertir en empresas creadas para comercializar la investigación de laboratorio. Pero como muestra la experiencia en Sun Catalytix, los tiempos de desarrollo en la ciencia de los materiales suelen ser de muchos años y requieren una cantidad sustancial de capital para llevar al mercado.
Decelle se incorporó a la empresa en junio de 2011 y, para el otoño, estaba claro que la empresa tenía que buscar un mercado comercial a más corto plazo. Esa tecnología (de hojas artificiales) tiende a depender de la infraestructura de hidrógeno. Pero cuando piensas en eso en escalas de tiempo de capital de riesgo, es un argumento difícil, dice.
La compañía, que en el proceso de solicitud de patentes sobre la tecnología de la batería de flujo, no dice nada acerca de los materiales que utilizará en una batería de flujo, pero la química producirá una densidad de potencia más alta que los diseños tradicionales, dice Decelle. Son los metales abundantes en la tierra adecuados en el marco molecular adecuado, dice. El aumento de la densidad de potencia de una batería de flujo se traduce directamente en un menor costo porque se puede generar más energía a partir de los componentes existentes.
La mecánica de su batería de flujo en sí será tradicional: habrá dos grandes tanques que contienen un electrolito acuoso, que se bombean a un solo tanque con una membrana que separa los dos líquidos. Cuando fluye en una dirección hacia la pila, se produce una reacción electroquímica a través de la membrana para producir un flujo de electricidad. Para recargar el dispositivo, los líquidos se bombean al revés.
Aproximadamente la mitad de las 26 personas de SunCatalytix son ingenieros químicos y la otra mitad son ingenieros, muchos de los cuales pertenecen a la industria de las pilas de combustible, dice Decelle. El rendimiento de las baterías de flujo, que son similares a las celdas de combustible, ha mejorado significativamente en los últimos años porque los ingenieros pueden aprovechar el trabajo en las membranas y otros componentes de las celdas de combustible de mayor potencia.
Sun Catalytix se enfrenta a un amplio conjunto de competidores que compiten por vender sistemas de almacenamiento de energía de la red, que tienen demandas muy altas de seguridad, costo y confiabilidad. En cuanto al trabajo original del electrolizador de producción de hidrógeno, Decelle dice que no está completamente desechado, solo está en el estante mientras los ingenieros químicos de la compañía se enfocan en un producto comercial. Mientras tanto, Nocera y otros investigadores continúan haciendo investigar sobre la mejora de la eficiencia de un dispositivo solar productor de hidrógeno.