Las emisiones de dióxido de carbono están provocando un cambio drástico e irreversible en el clima. Y aquellas relacionadas con la energía representan la mayor parte de los gases de efecto invernadero en el mundo. La empresa Energy Dome ha logrado transformar ese problema contaminante en una solución, al utilizar CO2 para el almacenamiento a largo plazo de energía solar, tras un proceso complejo.
Energy Dome, una empresa de tecnología de almacenamiento de energía fundada en 2019, señala que “una descarbonización de la industria energética es clave para resolver parte de la crisis climática”. De allí que las energías renovables están jugando un papel vital en esta lucha. “Pero su naturaleza intermitente e impredecible limitará su implementación generalizada”, sostiene.
Para cambiar a una industria de energía totalmente renovable y sostenible, se necesitan varias acciones. Entre ellas, “combinar la demanda y la producción errática de energías limpias con formas eficientes y rentables de acopio y aprovisionamiento de renovables”.
Dice la compañía que la técnica desplegada permite el almacenamiento de grandes cantidades de energía renovable de manera eficiente y rentable. “Nuestra tecnología patentada utiliza CO2 para combatir el cambio climático. Mediante un proceso termodinámico cerrado, utilizamos esos gases para almacenar electricidad de manera rentable. Con eficiencias de ida y vuelta sin precedentes y sin emisiones a la atmósfera”.
El CO2 es el fluido perfecto para depositar energía de forma rentable en un proceso termodinámico cerrado. Es uno de los pocos gases que se puede condensar y acumular como líquido a presión a temperatura ambiente. Esto permite el almacenamiento de energía de alta densidad sin la necesidad de ir a temperaturas criogénicas extremas.
Energy Dome utiliza CO2 para almacenar energía
En el modo de carga, el CO2 se extrae de un gasificador atmosférico, el Dome. Se comprime y luego se almacena a presión a temperatura ambiente en un estado líquido o supercrítico de alta densidad. Cuando es necesario liberar energía, el CO2 se evapora y se expande en una turbina, y luego se devuelve al gasificador atmosférico, listo para el siguiente ciclo de carga, explica la empresa italiana.
Energy Dome anunció el cierre de su recaudación de fondos Serie A de $ 11 millones. La compañía utilizará los ingresos para completar la construcción de su proyecto de demostración de batería de CO2 en Cerdeña y para acelerar el crecimiento del negocio.
El ciclo óptimo de carga y descarga de la batería de CO2 varía de 4 a 24 horas, lo que la coloca perfectamente para el ciclo diario e intradiario. Un segmento de mercado de rápido crecimiento que no está bien servido por las tecnologías de batería existentes.
Además precisa que la batería de CO2 se puede cargar durante el día cuando hay un excedente de generación solar. Y despacharse durante los picos posteriores de la tarde y la mañana siguiente, cuando la generación solar no satisface la demanda. La solución de almacenamiento de energía modular y escalable permitirá que la generación solar y eólica se despache las 24 horas del día.
La batería de CO2 logra una eficiencia de ida y vuelta del 75-80%. Mientras las baterías de iones de litio sufren una degradación significativa del rendimiento durante su vida útil de diseño de 7 a 10 años. Las baterías de CO2 mantienen su rendimiento durante su vida útil esperada de 25 años. En consecuencia, el costo de almacenar energía será aproximadamente la mitad del costo de almacenar con baterías de iones de litio.
Investigaciones en desarrollo
Las baterías de dióxido de carbono son sistemas de almacenamiento de energía sumamente atractivos debido a la alta densidad de energía que poseen. Sin embargo, los estudios que se han adelantado, se encuentran en fase de exploración, excluyendo a Energy Dome que muestra un proyecto muy adelantado de la batería de C02.
Investigadores de la Universidad de Illinois (UIC), en Chicago, están publicando los primeros resultados de lo que serían las primeras baterías de dióxido de carbono y litio completamente recargables. Se trata de una investigación financiada y apoyada por el Departamento de Energía de EE UU, la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable, y la Fundación Nacional de Ciencias.
De acuerdo a los primeros resultados, estas baterías de dióxido de carbono son hasta siete veces más eficientes que las de iones de litio. Y soportan hasta 500 ciclos consecutivos de recarga, reseña Xataka.
Según explican, cuando las baterías de dióxido de carbono y litio se descargan, la reacción electroquímica aumenta el voltaje de dicha descarga. Y como resultado, convierte el dióxido de carbono en un material sólido que se acumula en el catalizador. Como parte de este proceso, se dieron cuenta que la batería sigue funcionando durante unos 10 ciclos de recarga antes de fallar.
Amin Salehi-Khojin, profesor asociado de ingeniería mecánica e industrial en la Facultad de Ingeniería de la UIC, explica que tuvieron que probar nuevos componentes para así crear una batería experimental. Por ejemplo, habla de que añadieron disulfuro de molibdeno como catalizador catódico. Y utilizaron un nuevo tipo de electrolito híbrido hecho de líquido iónico y dimetilsulfóxido, esto para ayudar a incorporar el carbono al proceso de carga.
Almacenar energía modular a un nuevo nivel
Con las pruebas de la Universidad de Illinois (UIC), habrían logrado crear un solo compuesto multicomponente de productos en lugar de varios productos separados. Esto hizo posible que el carbono se incorporara naturalmente en el proceso de reciclaje en lugar de formar una acumulación problemática en el catalizador de la batería por sí solo. «Nuestra combinación única de materiales ayudó a fabricar la primera batería de dióxido de carbono y litio con mucha más eficiencia y larga vida útil. Lo que permitirá su uso en sistemas avanzados de almacenamiento de energía», dijo.
Por otra parte, y a la par de los adelantos de Energy Dome con la batería de C02, está la nueva gama ZenergiZe de Atlas Copco que lleva el almacenamiento de energía modular a un nuevo nivel.
Aprovechando las ventajas de las baterías de iones de litio de alta densidad, las unidades ZenergiZe son compactas y ligeras en comparación con las alternativas tradicionales. Pero capaces de proporcionar más de 12 horas de potencia con una sola carga. Pueden servir como fuente principal de alimentación o pueden combinarse con un generador para permitir una gestión inteligente de la carga.
Estos sistemas de almacenamiento de energía son ideales para entornos sensibles al ruido. Como obras en zonas metropolitanas, eventos, telecomunicaciones o aplicaciones de alquiler, para resolver problemas de carga baja y almacenamiento de energía renovable.
Además, las grandes unidades ZenergiZe pueden trabajar en paralelo con otros sistemas de almacenamiento de energía y convertirse en el «cerebro» de una microrred.
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