Els avenços en la tecnologia de bateries potser encara no són un tema popular, però això podria canviar. La inauguració de la bateria pera a la llar de baix cost de Tesla, la Powerwall, al maig va ajudar a augmentar la consciència pública d'un camp que està en auge amb la innovació i milers de milions de dòlars d'inversió global.
El mercat d'emmagatzematge d'energia dels Estats Units està creixent molt ràpidament, i les bateries són els jugadors estrella. El país ha instal·lat 40,7 megawatts en projectes d'emmagatzematge d'energia per a les llars, les empreses i les companyies en el segon trimestre de 2015. N'han instal·lat fins a nou vegades més que en el mateix trimestre de l'any anterior.
La quantitat total d'emmagatzematge d'energia, descomptant el mercat de cotxes elèctrics, podria arribar als 240 gigawatts al 2030, segons un informe de Citigroup, amb les bateries com la tecnologia dominant.
Guia pràctica per entendre l'existent i emergent tecnologia de bateria
1. Quins són els tipus més comuns de bateries?
L'alcalina, plom-àcid i les bateries de ions de liti són les més utilitzades. Per altra banda, també hi ha les d'un sol ús, com ara bateries AA alcalines o llanternes elèctriques AAA i comandaments a distància. Els cotxes elèctrics i d'emmagatzematge d'energia de la xarxa, utilitzen bateries recarregables, com el plom-àcid i de ions de liti. Les bateries de plom-àcid són relativament barates, però solen durar només uns pocs anys i no són prou potents com per ser l'única font d'energia per a un cotxe. També tenen elements tòxics que requereixen un maneig especial després del seu ús.
2. L'augment de les bateries de ions de liti
Van sacsejar el mercat als anys 90. Les bateries de ions de liti en un volum donat, duren més i funcionen a una gamma més àmplia de temperatures que altres bateries recarregables.
Com a resultat, s'han convertit en les bateries estàndard per al funcionament dels ordinadors, telèfons mòbils i altres productes electrònics de consum. També tenen la densitat d'energia i la longevitat que les fan adequades per a l'alimentació dels cotxes i l'emmagatzematge procedent de l'electricitat solar.
Les bateries de liti estan guanyant la cursa fins ara en els mercats d'automòbils i d'emmagatzematge d'energia xarxa elèctrica. La seva popularitat en l'alimentació de l'electrònica de consum, com ara ordinadors portàtils i telèfons mòbils els dóna un avantatge natural sobre els nous tipus de bateries.
Tesla està utilitzant bateries de ions de liti de Panasonic per als seus cotxes i està construint una fàbrica de bateries a Nevada per satisfer la demanda prevista per als cotxes i els sistemes d'emmagatzematge d'energia de quadrícula.
3. Quin és el cost de les bateries de ions de liti?
No són barates. Un paquet de bateries per alimentar un cotxe o emmagatzemar l'energia solar requereix moltes més cèl·lules de ions de liti que un ordinador portàtil o telèfon mòbil. Aquests costos se sumen i expliquen per què un cotxe elèctric tendeix a ser més car que el seu equivalent de gasolina.
Després hi ha els costos addicionals de disseny i construcció de paquets de bateries, així com l'electrònica i el programari per a monitoritzar el rendiment de la bateria i assegurar que funciona de manera òptima.
Els preus de la bateria estan caient a mesura que més fabricants construeixen més fàbriques per satisfer la demanda esperada pel cotxe i la xarxa elèctrica, conegut com el mercat d'emmagatzematge elèctric. Fa cinc anys, una bateria de ions de liti es venia per més de $ 1.000 per quilowatt hora (preu a l'engròs). Ara el preu mitjà oscil·la al voltant de $ 300- $ 400 per quilowatt hora (cal recordar que les bateries de plom-àcid, que no duren tant de temps i no poden contenir tanta energia, generalment costen $ 100- $ 200 per quilowatt hora).
Tesla té previst cobrar $ 250 per quilowatt hora per a les bateries i $ 500 per quilowatt hora per a un sistema que inclou l'electrònica i el programari. La companyia espera que el preu baixi a $ 300 per quilowatt hora quan la seva nova fàbrica de bateries funcioni a ple rendiment al 2020.
4. Són les bateries de ions de liti tan bo com es diu?
La investigació s'ha fet per millorar el rendiment de les bateries de ions de liti, com ara els costos de la densitat d'energia, longevitat i producció.
La companyia ha estat capaç de fer pujar la densitat d'energia en un 15-20% en les cèl·lules que va produir en una línia de producció pilot i, al mateix temps reduir, els costos de fabricació.
5. Quan vindrà la propera tecnologia de la bateria?
Les bateries de flux són els que competiran amb les bateries de ions de liti. Aquestes estan construïdes en dos tancs de líquid separats per una membrana.
Com més gran és el tanc en les bateries de flux, més energia es pot emmagatzemar. Això fa que sigui molt fàcil d'augmentar la densitat d'energia, el que significa que, les bateries de flux són atractives per emmagatzemar una gran quantitat d'energia. Però també les fa molt més voluminoses que una bateria de ions de liti.
Primus Power ha desenvolupat una bateria de flux que és bastant diferent dels dissenys convencionals. Utilitza un tanc en lloc de dos per a emmagatzemar l'energia. També utilitza titani en lloc de plàstic per als seus elèctrodes, la qual cosa ajuda a augmentar la producció d'energia.
Mentrestant, la investigació està en marxa per reemplaçar l'energia en base als materials de bateries de flux (vanadi, ferro, zinc i brom) amb versions més barates i menys tòxiques.
Un equip d'investigadors de la Universitat de Harvard, està treballant en una bateria feta de materials orgànics no tòxics.
Font: The Guardian
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada
Aquest és un blog amb moderador dels comentaris. Per tant, no apareixen immediatament