La última tecnología de almacenamiento de baterías a escala de utilidad que ha surgido en el mercado comercial es la batería redox de vanadio, también conocida como batería de flujo de vanadio.
Las baterías de flujo en V están completamente en contenedores, no inflamables, compactas, reutilizables en ciclos semi-infinitos, descargan el 100% de la energía almacenada y no se degradan durante más de 20 años.
La mayoría de las baterías utilizan dos productos químicos que cambian la valencia (o el estado de carga o redox) en respuesta al flujo de electrones que convierten la energía química en energía eléctrica, y viceversa. Las baterías de flujo en V utilizan los múltiples estados de valencia de solo vanadio para almacenar y liberar cargas.
V puede existir como varios iones de diferentes cargas en solución, V(2+,3+,4+,5+), cada uno tiene diferentes números de electrones alrededor del núcleo. Menos electrones da una carga positiva más alta. La energía se almacena al proporcionar electrones que forman V (2+, 3+), y la energía se libera al perder electrones para formar V(4+, 5+).
Las baterías de flujo consisten en dos tanques de líquido, que simplemente permanecen allí hasta que se necesitan. Cuando se bombean a un reactor, las dos soluciones fluyen una junto a la otra más allá de una membrana, y generan una carga al mover electrones de un lado a otro durante la carga y descarga.
Este tipo de batería puede ofrecer una capacidad de energía casi ilimitada simplemente mediante el uso de tanques de almacenamiento de electrolitos más grandes. Se puede dejar completamente descargada durante largos períodos sin efectos adversos, lo que simplifica el mantenimiento que otras baterías. Debido a estas propiedades únicas, las nuevas baterías de flujo en V reducen el costo de almacenamiento a aproximadamente 5¢/kWh.
Estas baterías son bastante grandes y se adaptan mejor a aplicaciones industriales y a escala de servicios públicos. Nunca podrían caber en un coche eléctrico, por lo que la batería Tesla es segura por ahora. Pero la batería de flujo en V supera a la de iones de litio, y a cualquier otra batería sólida, para aplicaciones a escala de servicios públicos. Son más seguros, más escalables, más duraderos y más baratos, menos de la mitad del costo por kWh.
La nueva tecnología de baterías es esencial en nuestro nuevo futuro energético. Según los estados UNIDOS de Almacenamiento de Energía del Monitor, la energía, la demanda de almacenamiento, especialmente en el negocio y la utilidad de las escalas, aumentará diez veces en los próximos cinco años, impulsado en gran parte por la extensión de la Inversión federal Tax Credit (ITC) por cinco años más. La Asociación de Almacenamiento de Energía afirma que las inversiones corporativas en almacenamiento de energía alcanzaron los 6 660 millones en solo el tercer trimestre de 2016.
UniEnergy Technologies (UET) de Seattle produce las baterías de flujo de vanadio a escala de MW más grandes hasta la fecha, utilizando una molécula desarrollada en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico. El avance de PNNL fue introducir ácido clorhídrico en la solución electrolítica, casi duplicando la capacidad de almacenamiento y haciendo que el sistema funcione en un rango de temperaturas mucho mayor.
Actualmente, la batería de flujo en V instalada más grande es un sistema UET de 2 MW/8 MWh (potencia/energía descargable total en una sola carga completa) en el Estado de Washington en la Subestación Everett del Distrito de Servicios Públicos del Condado de Snohomish. Esta batería de vanadio puede mantener las luces encendidas en 1.000 hogares durante ocho horas.
Pero el sistema de baterías V-flow que UET está construyendo en Sicilia pronto será la batería más grande del mundo con 24 MW/96 MWh.
«El almacenamiento de energía rentable, confiable y de vida más larga es necesario para modernizar verdaderamente la red», dijo el Dr. Imre Gyuk, gerente del programa de almacenamiento de energía de la Oficina de Suministro de Electricidad y Confiabilidad Energética de DOE, del sistema de UET. «A medida que las baterías de flujo de vanadio de tercera generación ganan cuota de mercado, es esencial aumentar nuestra comprensión del valor de almacenamiento y la optimización para acelerar la adopción de soluciones de almacenamiento integrado y energía renovable entre las empresas de servicios públicos.»
No importa cómo lo corte, el almacenamiento de energía generalmente ha sido muy costoso. Y no importa lo buenas que sean las baterías ordinarias, cuestan alrededor de 30 centavos almacenar 1 kWhr, esencialmente triplicando el costo de generar esa energía.
El almacenamiento se ha realizado principalmente solo cuando es necesario por razones logísticas, como almacenar la energía solar generada ese día para usarla esa noche en un área remota. O cuando desee usar una linterna sin arrastrar un cable de cien pies. Nadie piensa en el costo absurdamente alto de esa electricidad, ya que generalmente se necesita una cantidad tan pequeña para alimentar una linterna o un aparato remoto. Veinte horas de uso continuo, más o menos, es lo que obtendrá de una batería común.
Pero almacenar energía para el futuro es cada vez más importante a medida que evoluciona la generación de energía y necesitamos ser más creativos y menos costosos de lo que hemos sido hasta ahora. De ahí la importancia de las baterías de flujo en V.
Además de las baterías, hay otras tecnologías para almacenar energía intermitente, como el almacenamiento de energía térmica. Sin embargo, el método de almacenamiento más utilizado es el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, que utiliza el excedente de electricidad para bombear agua hasta un depósito detrás de una presa. Más tarde, cuando la demanda de energía es alta, el agua almacenada se libera a través de turbinas en la presa para generar electricidad. La energía hidroeléctrica bombeada se utiliza en el 99 por ciento del almacenamiento de la red en la actualidad, pero existen limitaciones geológicas y ambientales sobre dónde se puede desplegar la energía hidroeléctrica bombeada.
Por ahora, las baterías V-flow ofrecen la mejor tecnología de almacenamiento de baterías grandes desplegables desarrollada hasta ahora.
Haga clic aquí para ver el artículo original: http://www.forbes.com/sites/jamesconca/2016/12/13/vanadium-flow-batteries-the-energy-storage-breakthrough-weve-needed/#5babe2467271