La segunda línea de investigación en el marco de CICe2020, por su parte, ha abierto la puerta al desarrollo de tecnologías de almacenamiento estacionario basadas en la aplicación del oxígeno (baterías metal-aire) por su elevada densidad de energía y, especialmente, por sus ventajas desde el punto de vista ambiental y de utilización de recursos, dando lugar a la obtención de cátodos y al desarrollo de un electrolito inocuo. Los estudios han obtenido notables avances tanto en la combinación sodio-aire como en el formato zinc-aire.

En lo que a zinc-aire se refiere, se ha desarrollado un sistema con propiedades electroquímicas muy prometedoras. Este avance ha sido resultado de la optimización de formulaciones -ánodo y cátodo- y de la correcta selección de materiales. En comparación con la tecnología más utilizada en este campo, la de plomo ácido, la alternativa zinc-aire presenta unas características medioambientales mejores.

La tercera línea de investigación dentro del almacenamiento electroquímico se corresponde con el desarrollo de una nueva generación de baterías de flujo basadas en un electrolito orgánico acuoso. En este sentido, se han desarrollado varios materiales activos orgánicos que pueden sustituir al vanadio -elemento de uso más extendido en este tipo de baterías-. Además, se ha trabajado en el desarrollo conjunto de los componentes del módulo de potencia, principalmente membranas y electrodos que posibiliten la implantación de esos materiales orgánicos. Como resultado, se ha obtenido un electrolito que combina altas densidades de energía sin comprometer su estabilidad y que abre paso a una nueva generación de baterías de flujo.

Avances en almacenamiento térmico

La cuarta línea de investigación del proyecto Elkartek CICe2020 se ha centrado específicamente en las tecnologías de almacenamiento térmico, partiendo de la base de que los sectores de generación de electricidad y de generación de calor y frío juegan un papel muy relevante en la transformación hacia una economía descarbonizada.

El principal desafío en este ámbito ha sido la generación de un sistema versátil, con menor coste y mayor densidad de almacenamiento, dando lugar a sistemas hasta 3 veces más compactos que los convencionales. Estos retos han sido abordados a través de la selección de Cristales Plásticos como base de desarrollo del proyecto. Estos materiales presentan una enorme densidad energética, además de poder combinarse para ajustar su temperatura de trabajo a la requerida por el sistema. Los materiales de cambio de fase sólido-sólido y el desarrollo de nuevos recubrimientos permiten a su vez prescindir de intercambiadores de calor, reduciendo costes.

Tras el trabajo realizado, se ha podido descifrar el mecanismo de subenfriamiento de los Cristales Plásticos, así como reducir este efecto y aumentar así su conductividad térmica, lo que permite afrontar con buenas perspectivas sus aplicaciones prácticas. De hecho, la labor realizada en este ámbito aspira a abrir la puerta a una nueva generación de materiales de cambio de fase sólido-sólido para almacenamiento térmico, que contribuyan al desarrollo futuro de nuevos sistemas de almacenamiento térmico para bombas de calor domésticas o industriales, y de esta manera, avanzar en la electrificación del calor. Como consecuencia, se reducirá drásticamente el volumen de los tanques de almacenamiento y de sus costes de inversión.