Baterías de iones de Zinc Salient

Baterías de iones de zinc ¿otra alternativa al litio para almacenamiento solar?

    Las baterías de iones de zinc se presentan como una alternativa de futuro al litio: viable, más segura, económica y duradera

    A medida que los gobiernos de todo el mundo se centran en abordar el cambio climático y estimular la economía post COVID, los sistemas de almacenamiento se han convertido en una parte cada vez más importante del debate público. Ahora está muy claro que la capacidad del mundo para hacer la transición a la energía limpia y los vehículos eléctricos depende de la cantidad y calidad de las baterías disponibles. Las baterías de litio son la única tecnología que puede cumplir con los requisitos de rendimiento para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía renovable, al menos hasta el momento.

    Sin embargo, la demanda de baterías de litio está aumentando mucho más rápido que las inversiones en las materias primas necesarias para producirlas. Los analistas de la industria esperan que la demanda de baterías supere la oferta de materiales a mediados de la década. Por tanto, se necesitan con urgencia alternativas a las baterías de litio para garantizar que la transición hacia la energía limpia continúe sin cesar.

    En Cambio Energético queremos compartir contigo las novedades en tecnología fotovoltaica y de almacenamiento. De esta manera, podrás saber qué tipo de componentes te pueden interesar para tu autoconsumo fotovoltaico. Si tienes alguna duda al respecto, contacta con nosotros.

    Hace unas semanas te hablábamos de cómo las baterías de sodio podían ser una alternativa futura a las baterías de litio. Hoy te hablamos de otra posible alternativa, las baterías de iones de zinc. Pero ¿qué son las baterías de zinc? y ¿qué ventajas ofrece respecto al litio? Estas y otras cuestiones son las que trataremos en este artículo.

    Baterías de iones de zinc: una nueva alternativa al litio

    Para reemplazar el litio en el almacenamiento de energía estacionario (en tu casa o empresa, por ejemplo), las nuevas químicas de la batería deben poder igualar las capacidades de energía del litio, al tiempo que ofrecen una seguridad mejorada y un coste de por vida. A pesar de muchos intentos, pocas tecnologías han sido capaces de lograr esto. Las baterías de flujo, por ejemplo, ofrecen mayor seguridad y costo de por vida, pero ofrecen una potencia demasiado baja para ser ampliamente útiles en la red eléctrica. Lo mismo para las baterías de zinc-aire. Las baterías de haluro de zinc parecen ser las mejores candidatas para reemplazar las de litio, pero tienen un tamaño 10 veces mayor que las baterías de litio comparables; lo que las hace poco adecuadas, por el momento, para aplicaciones residenciales y tiene serias implicaciones de costes.

    Comparativa de baterías de litio de alto voltaje

    Afortunadamente, existe una nueva tecnología de batería que supera estas limitaciones. La batería de iones de zinc es un tipo completamente único de batería de zinc que funciona con los mismos principios que las de litio. Estas similitudes significan que tiene la capacidad de potencia requerida para el almacenamiento de energía renovable y, al mismo tiempo, es lo suficientemente compacto como para reemplazar directamente el litio en los sistemas de almacenamiento de energía. Su química a base de agua lo hace intrínsecamente seguro. El uso de materias primas abundantes y económicas como el zinc resuelve los problemas de la cadena de suministro que enfrenta el litio; al tiempo que permite reducciones significativas de costes. Por último, su similitud con las baterías de litio le permite utilizar los mismos procesos y equipos de fabricación; lo que permite una ampliación rápida y de bajo costo.

    ¿Cómo funcionan las baterías de iones de zinc?

    Al igual que las de iones de litio, la batería de iones de zinc funciona mediante intercalación. Esto significa que el mismo ion reacciona tanto en el ánodo como en el cátodo, viajando entre los dos a través de un electrolito líquido. Cuando la batería se descarga, el ánodo de grafito libera un ion en el electrolito al mismo tiempo que el cátodo lo absorbe. Durante la carga, el proceso se invierte.

    Fragmentos de zinc

    Las baterías de iones de zinc cumplen las condiciones de compatibilidad con iones de litio. El uso de la intercalación significa que la única función del electrolito es como conducto para los iones; lo que indica que no necesita almacenar grandes cantidades de iones. Además, los materiales activos utilizados en las baterías de iones de zinc son muy densos en energía; esto permite almacenar una gran cantidad de energía en un pequeño volumen de material.

    De hecho, las baterías de iones de zinc pueden mejorar los procesos de fabricación de las de litio. La violenta reactividad del litio con el agua requiere que muchos de sus pasos de producción se lleven a cabo en una atmósfera altamente controlada; lo que hace que el proceso sea más costoso y complicado. Como batería a base de agua, los iones de zinc no tienen esta restricción.

    Además, las baterías de zinc no requieren ciclos de formación al final de su vida útil. Esto significa que pueden pasar más rápidamente de la línea de fabricación a los clientes. Esta capacidad de utilizar el mismo proceso de fabricación que las baterías de litio significa que la producción de baterías de iones de zinc se puede ampliar de forma rápida y económica.

    ¿Qué ofrecen las baterías de iones de zinc frente al litio?

    Como decíamos, el zinc es muy versátil y puedes aplicarlo a todo tipo de aplicaciones y configuraciones, a partir de formatos muy pequeños. Veamos que otras ventajas ofrecen las baterías de iones de zinc en comparación con las baterías de iones de litio.

    Mayor seguridad intrínseca

    En comparación con las baterías de litio, las baterías de iones de zinc son más seguras. El litio, especialmente cuando se usa junto con otros elementos, presenta un potencial para reaccionar violentamente, principalmente debido al uso de un electrolito inflamable. De ahí que en las baterías de litio existe la posibilidad, aunque remota, de haber riesgo de fuga térmica y peligro de incendio.

    Por su parte, el ion de zinc por sí solo no plantea ningún problema; esto es porque utiliza una química a base de agua que impide que se produzcan físicamente incendios. Esta característica clave hace que las baterías de iones de zinc sean especialmente atractivas para el almacenamiento de energía residencial y comercial.

    Una cadena de suministro competitiva

    Las baterías de iones de zinc pueden utilizar el mismo proceso de fabricación y equipo que las de litio. Esto significa que a medida que comienza la producción en masa y la ampliación de iones de zinc, las plantas pueden aprovechar las décadas de inversión en fábricas de baterías de iones de litio para desarrollar rápidamente su capacidad.

    Además, las materias primas necesarias para desarrollar baterías de litio se producen principalmente en unos pocos países, como Argentina, el Congo y China, que controlan más del 80% del procesamiento mundial de esta materia prima; mientras que el zinc es más abundante y se localiza en más territorios. Por lo que limitaría en gran medida el problema de escasez de suministro.

    Una mirada al futuro

    Para ayudar a mitigar el cambio climático y facilitar la transición a la energía renovable, el mundo necesita baterías que sean baratas, seguras, duraderas y listas para escalar. Las baterías de litio no pueden hacer esto solas, pero las verdaderas alternativas son todavía limitadas. El desarrollo de las baterías de iones de zinc, por lo tanto, supone una oportunidad emocionante para continuar avanzando en la transición energética.

    A medida que la producción de iones de zinc aumente y aproveche las economías de escala, las baterías de iones de zinc se convertirán en una alternativa viable, más segura, económica y duradera a las de iones de litio.

    Pero hasta que las baterías de zinc puedan llegar a tus manos, puede pasar tiempo. Por lo que si estás pensando en instalar un sistema de almacenamiento próximamente, tu mejor opción siguen siendo las baterías de litio. Para más información sobre estas, puedes consultar nuestro artículo: Ventajas e inconvenientes de las baterías de litio para instalaciones fotovoltaicas.

    Si quieres pasarte al autoconsumo con baterías de litio o complementar tus placas solares con un sistema de almacenamiento de energía, contacta con nosotros. En Cambio Energético te acompañamos en todo el proceso, cuando contratas tu instalación con nosotros: desde el estudio previo, el diseño y la instalación; hasta la tramitación de la subvención y la legalización. Pídenos un presupuesto sin ningún tipo de compromiso. Estaremos encantados de atenderte.

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