Mexicano en Harvard diseña batería industrial para energías renovables
Por Verenise Sánchez
México, DF. 5 de febrero de 2015 (Agencia Informativa Conacyt).- El mexicano Raúl Hernández Sánchez, estudiante de doctorado en la Universidad de Harvard, Estados Unidos, trabaja actualmente en el desarrollo de una batería de flujo recargable para almacenar energía de fuentes renovables. Esta innovación podría satisfacer la demanda de energía eléctrica de fábricas o pequeñas ciudades.
A través del programa Becas al Extranjero que ofrece el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), el joven científico ingresó a la Universidad de Harvard para estudiar su doctorado en el Departamento de Química y Química Biológica de dicha universidad.
Bajo la asesoría del científico y profesor Theodore A. Betley, y con el apoyo de dos estudiantes más: Ted J. McKlveen y Doug G. Evans, el becario Conacyt ha logrado generar conocimiento científico y desarrollar tecnología para almacenar a bajo costo la energía renovable.
La innovación que desarrolló Hernández Sánchez, quien forma parte de la Red de Talentos Capítulo Boston, está en proceso de patente en Estados Unidos.
Energía: generar y almacenar
En entrevista telefónica para la Agencia Informativa Conacyt, Raúl Hernández Sánchez señaló que actualmente hay un gran avance tecnológico para el aprovechamiento de las energías renovables; no obstante, uno de los grandes desafíos es su almacenaje para que estén disponibles cuando la gente las requieran, que no es precisamente cuando se generan.
Asimismo, otro de los retos es que estas energías alternas se empleen a gran escala, lo cual solo será posible si existen grandes sistemas de almacenamiento que garanticen la captura de esta energía, ya que actualmente no existen en el mercado baterías recargables que puedan atender la demanda energética del sector industrial.
La solución global más barata para el almacenamiento de electricidad a gran escala es a través presas, en donde la energía potencial del agua es transformada en energía eléctrica. Sin embargo, las restricciones geográficas limitan en gran medida el uso de plantas hidroeléctricas.
Batería de flujo económico, la solución
Para atender este problema, el mexicano pensó en diseñar una batería de flujo que se basara en separar, mediante una membrana, dos electrolitos que contienen iones de metales que fluyen a través de electrodos de carbón poroso.
“El flujo de corriente a través del circuito externo es entonces aprovechado, mientras que la membrana provee la separación de las sustancias activas habilitando únicamente el paso de los iones de soporte”, explicó.
El problema de las baterías de flujo que existen en la actualidad es que los electrolitos utilizados están hechos a base de soluciones acuosas, lo que impide alcanzar altos potenciales y densidades de energía, señaló.
Por tal motivo, y basado en los resultados obtenidos de su investigación doctoral en moléculas polinucleares, Hernández Sánchez estudia la aplicación de esos conocimientos para diseñar moléculas nuevas que puedan incrementar el potencial de la batería, para que en lugar de hacer una de un voltio o dos, como las que actualmente existen, pueda hacer una de cuatro o hasta cinco voltios.
Además de incrementar su potencial, “también se busca incrementar su densidad de energía, esto es, la cantidad de energía por unidad de volumen, para que en el mismo tamaño de una batería de las que ya existen se pueda almacenar el triple o cuádruple de la energía”, subrayó.
Para lograrlo, el estudiante junto con su equipo de trabajo han sintetizado una gran variedad de moléculas hechas a base de carbono, titanio, hierro y oxígeno.
“Diseñamos moléculas sencillas de materias primas muy baratas; asimismo, estamos buscando la posibilidad de que estas moléculas puedan ser sintetizadas en agua y en pocos pasos. Todo esto favorece a reducir costos, además de que facilita el proceso de fabricación”, indicó.
Una pila recargable
El prototipo de batería que diseña Raúl Hernández Sánchez funcionaría de forma recargable, como sucede con las pilas de los celulares pero a una escala mucho mayor, similar al tamaño de una caja de tráiler.
Asimismo, estas baterías están diseñadas para que se puedan trasladar en aviones o barcos de carga, de tal manera que las empresas puedan recargar su pila en alguna planta pero utilizarla en otra parte del mundo, explicó.
Al tener esta capacidad de movilidad, la batería diseñada por el mexicano también podría servir como sistema para suministrar de energía eléctrica a poblados ubicados en sitios de difícil acceso. Además, señaló el especialista, podría ser empleada en ciudades afectadas por desastres naturales.
Esta tecnología podría tener sus primeros prototipos comerciales en tan solo un par de años, adelantó el investigador. “Se están haciendo pruebas de moléculas y materiales para ver cuáles son las más adecuadas para este tipo de baterías, yo calculo que los primeros prototipos comerciales podrían estar listos en 2020”, informó.
Si deseas conocer más sobre las becas ofrecidas por el Conacyt, visita esta sección en su página oficial.
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