Ajuca

El camino hacia las energías renovables no tiene retorno. Puede ser más o menos lento y difícil, pero lo que sí tenemos claro es que nuestro futuro depende de disponer de fuentes de energía limpias y seguras. Es por ello que la nueva batería de silicio puede ser la clave para disponer de energía en cualquier momento.

Hoy por hoy, tenemos a nuestra disposición diferentes fuentes de energía renovable, sin embargo, aún necesitamos una forma de almacenar esa electricidad. Desgraciadamente, aún necesitamos electricidad cuando el viento ha dejado de soplar. Por la noche nuestra instalación de autoconsumo fotovoltaico no nos genera energía y así con otras fuentes, sean o no renovables.

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El silicio es un material que sufre mucho al ser empleado para almacenar electricidad. En los procesos de carga y descarga se deteriora aumentando su volumen. Es por ello que cuando se estudió como posible material para fabricar las baterías solares o de automoción se tuvo que descartar. Así, surgieron las baterías de litio con ánodos de grafito, ya que no presentaban dicho problema. También se ha estudiado el grafeno, desde su descubrimiento hace unos años.

Sin embargo, diferentes investigadores han trabajado durante algún tiempo, estudiando qué sucedía con el silicio y qué solución se podía aportar para resolverlo. La razón es muy sencilla, el silicio es uno de los materiales más abundantes en la tierra y su obtención es relativamente económica.

Al detectar el problema que sucede en el ánodo de silicio, los investigadores han empezado a trabajar para solucionarlo. Una vez que lo consigan, se podría lanzar la fabricación de baterías de silicio a un precio mucho más reducido que el de las actuales de litio.

En realidad, la batería seguiría siendo de litio, aunque con un ánodo de silicio. Sin embargo, este cambio en la estructura de la batería le confiere unas características que la hacen mucho más viable que la actual batería de litio. Para empezar, tenemos la gran disponibilidad del material, reduciendo la necesidad de litio.

Otra gran ventaja que supone el cambio es el peso de la batería resultante, ya que sería mucho más pequeña y ligera que las actuales. Esto va a repercutir en diferentes mejoras, tanto si se usan en la automoción como en las instalaciones fotovoltaicas. En los vehículos, por el hecho que, a menor peso, se consigue mayor autonomía con la misma carga de combustible. En cuanto a las instalaciones fotovoltaicas, por el hecho de que las hará aún más baratas, facilitando que muchas personas se independicen energéticamente de una forma total.

También se ganaría en capacidad de carga, pudiendo almacenar mucha más electricidad en baterías más pequeñas. Y, además, gracias al silicio, el proceso de carga se realizaría en mucho menos tiempo. Esto haría que para su utilización en los vehículos eléctricos fuese mucho más eficiente que en la actualidad.

Dentro de los componentes o partes de una batería eléctrica, el ánodo es el electrodo donde se produce la oxidación. Dicho de otro modo, el polo negativo de la pila. Hoy en día las celdas de las baterías solares tienen ánodos de grafito. Si hablamos de las celdas con mayor capacidad de almacenar electricidad, ya contienen un pequeño porcentaje de silicio. Esta cantidad varía entre un 5% y un 10%. No obstante, las empresas fabricantes y laboratorios de investigación trabajan para poder utilizar el silicio en concentraciones mayores. El motivo por el que se pretende usar silicio en el ánodo es muy sencillo. Al tener al silicio como material base del ánodo se gana en densidad energética hasta diez veces más que con uno de grafito.

Referencias:

Dirección General de Investigación e Innovación. New battery technologies. European Comission 2021. DOI 10.2777/122223