Energía renovable: la revolucionaria batería que “mete el sol en una caja”

En el mercado energético chocan dos tendencias contradictorias. El precio del gas se ha disparado y el petróleo se agota, mientras las renovables producen cada más energía y cada vez más barata. El problema es que lo hacen cuando no hay demanda eléctrica y no sabemos cómo almacenarla: la tecnología tras las baterías de consumo actuales han topado con un problema de escalabilidad y son capaces de hacerlo de manera eficiente. “Meter el sol en una caja” es la idea de un equipo de investigadores españoles para usar la energía que producen las centrales solares y eólicas cuando funcionan a toda potencia en momentos del día en los que hay que tirar de gas o carbón. Tienen un prototipo y su potencial para ser un punto de inflexión en el combate contra el cambio climático lo ha colocado como candidato a ser el invento europeo del año.

“El sol en la caja” es la metáfora que utilizan estos investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid para nombrar un nuevo tipo de batería termofotovoltaica. Primero invierten los excedentes de energía renovable en calentar por encima de los 1.000 grados un material contenido en un recipiente especial. La temperatura que alcanza el material lo vuelve incandescente, un sol en miniatura del que se puede recuperar una parte de la energía con placas solares orientadas hacia adentro de la caja.

El proyecto Amadeus es uno de los tres candidatos españoles en el Radar de la Innovación 2022, el galardón con el que la UE reconoce los mejores proyectos tecnológicos que han recibido fondos comunitarios para su desarrollo. Es una investigación que ya acumula más de una década de desarrollo y de la que elDiario.es informó en 2019 con motivo de la llegada a España del primer prototipo de la caja en este vídeo-reportaje:

El Radar de la Innovación ha seleccionado 30 proyectos europeos entre miles de propuestas. Ha abierto una votación pública (accesible en este enlace) para detectar el apoyo de cada idea que termina este jueves y que el jurado tendrá en cuenta para seleccionar a los doce finalistas. “La propuesta de valor de Amadeus es un sistema muy barato que tiene una densidad energética muy alta, una alta eficiencia global, y que es seguro, flexible, compacto, silencioso, reciclable, escalable”, explica sobre Amadeus la organización del premio.

Todo esto “da lugar a un sistema modular que puede utilizarse en una amplia gama de aplicaciones para proporcionar calor y electricidad limpios a demanda”, añaden desde Radar de la Innovación. El objetivo de los investigadores es que puedan construirse baterías de distintos tamaños para utilizarse en casas, barrios residenciales o industrias.

La otra gran baza de estas baterías es el precio de la energía que produzcan. Al tomarla en períodos de alta producción y baja demanda, será la más barata de mercado. El reto es minimizar los costes de almacenarla, algo que los investigadores esperan poder hacer con un precio total de 10 euros por kWh, por los 400 euros por kWh de las actuales baterías estacionarias de iones de litio.

Carrera internacional

El potencial de la idea ha hecho que conseguir una batería termofotovoltaica funcional se convierta en una carrera internacional. Los investigadores de la Politécnica tienen dos competidores destacados: el prestigioso Massachussets Institute of Technology (MIT) y la startup californiana Antora Energy. Esta última, enfocada en crear grandes baterías para la industria pesada (una de las mayores consumidoras de combustibles fósiles) recibió el pasado febrero 50 millones de dólares para ultimar su investigación. Uno de los fondos de inversión que participaron es Breakthrough Energy Ventures, el paraguas que gestiona las inversiones de Bill Gates en tecnologías renovables.

Los investigadores del MIT publicaron en abril un artículo en Nature en el que mostraban que su modelo de batería termofotovoltaica consigue reaprovechar ya el 40% la energía que invierte en calentar los materiales del interior del prototipo. “Esto crea una vía para que el almacenamiento de energía térmica alcance una eficiencia lo suficientemente alta y un coste lo suficientemente bajo como para permitir la descarbonización de la red eléctrica”, explicaron.

El proyecto español aún no ha podido medir qué porcentaje de energía puede recuperar, pero tiene una ventaja respecto a los estadounidenses. “Para conseguir esa eficiencia tienen que irse a temperaturas mucho más altas, de hasta 2.400 grados”, expone a elDiario.es Alejandro Datas, coordinador del proyecto Amadeus. “Nosotros estamos trabajando a 1.200 grados. A estas temperaturas la eficiencia va a ser algo menor que la del MIT, pero tenemos muchos menos problemas de aislamiento térmico, porque almacenar un material a 2.400 grados sin que se pierda ese calor es muy complicado”, destaca.

Los proyectos estadounidenses tienen un mayor reto técnico para conseguir un recipiente que pueda almacenar ese material incandescente de forma prolongada y segura. El motivo es que utilizan grafito, un material bien conocido pero que requiere calentarse más que el de la batería española para volverse incandescente. Esta utiliza una aleación de silicio y la investigación se centra, en cambio, en encontrar la mezcla que lo vuelva más útil para reaprovechar la energía cuando sea necesaria.

Nueva financiación

Amadeus publicó los resultados de la investigación en la revista científica Joule un par de meses antes que el MIT. El proyecto ha recibido una nueva subvención de la UE para analizar cómo escalar su prototipo hacia una versión preindustrial. Conseguir el premio del Radar de la Innovación “supondría un gran impulso” para conseguir la financiación que necesitan para seguir investigando, confiesa Datas.

Los otros dos proyectos españoles que compiten por el galardón están promovidos por el CSIC y por Vicomtech, un centro de investigación constituido como Fundación privada sin ánimo de lucro. El primero quiere crear un algoritmo que pueda predecir el movimiento de los vertidos de petróleo en el mar y poder reducir su impacto. El segundo, una plataforma de datos que pueda interpretar toda la información que recopilan los coches autónomos y utilizarla a gran escala.

Los doce proyectos finalistas del Radar de la Innovación se conocerán el 15 de noviembre.