Desarrollo de las baterías en la industria marítima | Revista Ingeniería Naval

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Desarrollo de las baterías en la industria marítima

Desarrollo de las baterías en la industria marítima
diciembre 14
13:01 2021

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TECNOLOGÍAS EMERGENTES DE BATERÍAS EN LA INDUSTRIA MARÍTIMA

Actualmente se está prestando un gran interés en el  desarrollo de las baterías en la industria marítima, estos sistemas permiten almacenar energía y utilizarla en casos donde no se pueda producir energía eléctrica. 

Incluso pueden formar parte de sistemas híbridos con lo que se conlleva una reducción de emisiones y un mejor comportamiento y eficiencia del motor pudiendo trabajar estos con una carga óptima.

Las baterías más destacadas en la industria marítima son las baterías de iones de litio, formadas por un ánodo, un cátodo, un electrolito y un separador. Aunque son las más utilizadas presentan varias limitaciones, no siendo las idóneas cuando se requieren mayores niveles de potencia y energía. Debido a esto aparecen algunas alternativas, las cuales están en fase de investigación.


Baterías metal-aire

Su estructura es parecida a las baterías de iones de litio, utiliza como cátodo el aire y como ánodo un metal, pudiendo ser zinc, aluminio o litio.

Estas baterías presentan una alta densidad energética y también varios inconvenientes como la insuficiente estabilidad, velocidad de carga y descarga limitadas y la aparición de dendritas.

Actualmente se encuentran en desarrollo, ya que muchos problemas se pueden mitigar debido a electrolitos en estado sólido.

Baterías de flujo redox

El funcionamiento de estas baterías se basa en una reacción química de reducción y otra de oxidación entre los electrolitos líquidos de la celda.

Dentro de este grupo, destacan dos tipos, las baterías de flujo redox híbridas y verdaderas, cada una con unas características que las hace diferentes entre sí, ofreciendo a su vez ventajas e inconvenientes distintos.

Baterías de amoniaco

Este tipo de baterías se encuentra en una fase muy temprana de desarrollo. La gran ventaja que ofrecen es la utilización de amoniaco como fuente de energía ya que es respetuosa con el medio ambiente. 

La principal aplicación del amoniaco es su uso en las baterías de amoniaco térmicamente regenerativas.

Baterías en estado sólido

Las baterías de estado sólido son baterías cuyos electrolitos son sólidos, funcionan bajo los mismos principios de funcionamiento que las baterías de iones de litio. 

El uso de un electrolito sólido permite que la batería sea más compacta, segura y ligera que el electrolito líquido, aumentando potencialmente la densidad de energía y disminuyendo el peso en comparación con las baterías de iones de litio. 

A continuación se adjunta una tabla donde se recogen las principales características de estas baterías, así como usos en el sector marítimo.

Tipos de batería

Ventajas Desventajas

Usos en el sector marítimo

Metal-Aire

– Alta energía específica teórica

– Escasa duración del ciclo

– Electrolitos inestables

– sensibilidad a la humedad y a los gases atmosféricos

– Las baterías de litio-aire con riesgo de desbordamiento térmico

– Si se encuentra un electrolito estable y se mejora la duración del ciclo para permitir la recarga, las baterías de metal-aire tienen potencial para su uso en aplicaciones marítimas debido a su energía específica extremadamente alta

Flujo Redox

– Grandes cantidades de energía almacenada

– Fácilmente escalable

– Bajo índice de autodescarga

– Separación de las clasificaciones de energía y potencia

– Baja densidad de energía

– Materiales caros

– La baja densidad de energía y la energía específica significan que el espacio y el peso que ocupan las baterías de flujo redox deben considerarse cuidadosamente para determinar si podrían ser útiles en una aplicación marítima

Amoniaco

– Respetuoso con el medio ambiente

– Recuperación de residuos de bajo grado de calor

– En primeras etapas de investigación

– Baja eficiencia

– Útiles para recuperar el calor residual de baja calidad para obtener energía adicional

Estado Sólido

– Alta densidad de energía y densidad específica

– Seguridad frente al desbordamiento térmico

– Caro

– Poco contacto e la interfaz

– Escasa duración del ciclo

– Alta resistencia interna

– Prometedoras como alternativa segura y de alta densidad energética a las actuales baterías de iones de litio si se puede mejorar el contacto de la interfaz

 



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