en profundidad Proyecto ALPAM: Retos en almacenamiento energético y nuevas tecnologías de baterías Autores: Ana L. Cudero, Paloma Rodríguez, Joaquín Chacón; Albufera Energy Storage S.L. Palabras clave: baterías, aluminio, almacenamiento energético. Metas Tecnológicas relacionadas: MT 3.1.5. Introducción Las necesidades energéticas son cada día más importantes en nuestros quehaceres cotidianos, en gran medida dada la gran cantidad de dispositivos portátiles que invaden nuestra actividad diaria y su creciente importancia en nuestras vidas. Tanto desde el punto de vista de las comunicaciones, del confort o del entretenimiento, entre otros, la electricidad se ha convertido en nuestra compañera de viaje a pequeña escala para nuestras relaciones sociales y nuestro desempeño laboral. Esta electricidad viene muchas veces de la mano de las baterías electroquímicas puesto que, al tener que prescindir conexión directa a la red eléctrica, se precisa de una fuente de alimentación donde la electricidad se encuentre almacenada para su utilización a demanda. El mejor sistema de almacenamiento energético portátil conocido actualmente son las denominadas pilas, acumuladores o baterías que son dispositivos que almacenan electricidad mediante la transformación electroquímica de una serie de materiales, llamados activos, en los electrodos positivo y negativo de las mismas. Existen diversas tecnologías de pilas y baterías entre las que se destacan las tradicionales recargables basadas en el plomo o el níquel como materiales activos o las más modernas de litio-ión. También se utilizan en gran medida las denominadas pilas primarias o no recargables en múltiples aplicaciones donde la obligatoriedad de llevar un cargador para las recargables se vuelve un inconveniente relevante dada la aplicación o la localización del servicio. Esto ocurre en gran medida en las aplicaciones militares donde toman una especial relevancia factores como la portabilidad (manejabilidad y poco peso) y la autonomía y garantía de suministro en condiciones de localización remotas o en entornos poco amigables. Traducido a las características del producto, esto se define bajo las siguientes prestaciones básicas de la tecnología: • Capacidad: medida en amperios hora (Ah) es la cantidad de electricidad que almacena la batería, o lo que es lo mismo, el número de horas que es capaz de proporcionar una corriente determinada (A). • Voltaje: medido en voltios (V), es una de las características principales de la batería, intrínsecamente relacionado con su naturaleza electroquímica y que, por lo tanto, viene fijado por la combinación de elementos en ánodo y cátodo. • Energía específica: normalmente medida en Wh/kg, nos da una indicación de la cantidad de energía que almacena una batería por unidad de peso o, dicho de otra forma, la autonomía de funcionamiento de un dispositivo, conocido su consumo eléctrico, para un peso de batería determinado. • Fiabilidad: cualidad de un dispositivo para no fallar totalmente en determinadas condiciones de funcionamiento o, dicho de otra forma en el caso de las baterías, característica de una batería para ser capaz de ofrecer, en cualquier circunstancia, un mínimo aceptable de energía y potencia para una aplicación determinada. Si a esto añadimos la conveniencia de disponer de productos compatibles con el medio ambiente, empleando en su fabricación materiales biodegradables y no contaminantes, cerraremos el círculo de utilización “limpia” de un producto. Las tecnologías tradicionales de baterías tienen múltiples ventajas, pero también acarrean grandes inconvenientes. Las baterías secundarias de níquel-cadmio, contienen mentales altamente tóxicos y perjudiciales para el medio ambiente. Algo similar ocurre con las baterías de plomo-ácido, que además incluye un electrolito (el ácido sulfúrico) altamente corrosivo, y las baterías de litio, ampliamente implantadas en nuestros dispositivos cotidianos portátiles, pueden llegar a sufrir grandes problemas de seguridad Fig. 1. Esquema de funcionamiento de una celda de Aluminio-aire. (Fuente: Diseño interno de Albufera Energy Storage basado en fuentes informáticas abiertas). 28 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 55. Tercer y cuarto trimestre 2017
BOT 55
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