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Nuevo sistema de almacenamiento de energía
Conseguir almacenar la energía que producimos para utilizarla cuando la necesitamos, se ha convertido en uno de los principales problemas a los que se enfrentan hoy las energías renovables. El objetivo del proyecto Europeo HESCAP, es diseñar y desarrollar un sistema de almacenamiento energético basado en los recientes descubrimientos de los supercondensadores.
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Conseguir almacenar la energía que producimos para utilizarla cuando la necesitamos, se ha convertido en uno de los principales problemas a los que se enfrentan hoy las energías renovables.
El uso de supercondensadores es actualmente una opción de almacenamiento de energía muy prometedora debido a su alta potencia, elevada eficiencia y a su larga vida útil. Sin embargo, es necesario dar un paso adelante para compensar algunos de sus puntos débiles; esto es lo que se propone el proyecto HESCAP.
IMDEA ENERGÍA participa con el Proyecto Europeo High Energy & Power Density SuperCAPacitor Based Energy Storage System (HESCAP) en el desarrollo de una nueva generación de Sistemas de almacenaje de energía.
El objetivo del proyecto HESCAP es diseñar un sistema de almacenamiento energético con altas densidades de energía y de potencia utilizando un nuevo concepto de supercondensador. |
Esta nueva generación de supercondensadores busca mantener la larga vida útil de los supercondensadores actuales y multiplicar casi por diez su capacidad de almacenamiento, lo que supondrá menores costes.
El nuevo supercondensador está basado en los recientes descubrimientos relacionados con los usos de óxidos metálicos nanoparticulados. Tales materiales han mostrado un comportamiento llamativo cuando son depositados en forma de membrana nanoporosa, consiguiendo aumentar la capacitancia de electrodos de carbón convencionales (en los que están basados los actuales supercondensadores).
Este proyecto europeo ha sido concedido al Consorcio formado por el Centro de Estudios e Investigaciones Técnicas, CEIT (España); IMDEA Energía (España); CEA-LETI (Francia); Skeleton Technologies (Estonia); NTUA (Grecia) y APCT (Ucrania). Ha dado comienzo en abril de 2010 y tiene una duración de 42 meses.
Con el diseño de este nuevo supercondensador se está dando un paso importante en el desarrollo de nuevos dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica para su uso en el sector del transporte y en el de las energías renovables.
Súpercapacitores. Condensador de alta capacidad y sus principales aplicaciones.
Los condensadores son capacitores electroquímicos que tienen una densidad de energía inusualmente alta en comparación con los capacitores comunes, generalmente miles de veces mayor que un capacitor electrolítico de alta capacidad.
El primer supercapacitor fue ofrecido por Standard Oil en 1969, con una interfaz de carbono y solución electrolítica de sal de tetralquilamonio. A pesar de los enormes problemas derivados de la enorme resistencia interna de los primeros supercapacitores, en los siguientes veinte años fueron utilizados para el desarrollo de las primeras videocasetteras, respaldos de memoria para computadoras y cámaras de alta tecnología; usando para ello interfaces de carbono con placas de aluminio en plasma. A principios de los noventa presentaron el primer supercapacitor que superaba los cien faradios.
El primer éxito para obtener supercapacitores rentables fue el uso de bióxido de rutenio por Conway y sus colaboradores en 1991, ya que fue el primer supercapacitor que presentó una baja resistencia interna. Estos dispositivos generaron un gran interés debido a su aplicación a automóviles híbridos, por lo que se impulsó su investigación en todo el mundo. Una de las más importantes fue la iniciada en 1998 por el Departamento de Energía de los Estados Unidos y que aún sigue vigente.
Actualmente los supercapacitores comerciales son de base carbono con un electrolito de metal alcalino o alcalinotérreo. Continúa la investigación en autos híbridos y su uso en sistemas de energía solar y eólica.
Las principales aplicaciones de los supercapacitores: su uso sustituyendo a las baterías, sus aplicaciones de sistemas de transmisión de potencia, su uso en dispositivos de energía solar y por último su uso en automóviles híbridos.
Automóviles híbridos.
Por la eficiencia en el uso de la energía estos dispositivos son un elemento prometedor para el desarrollo de medios de transporte que combinen la energía solar con la proveniente de combustibles fósiles. Su aprovechamiento se debe fundamentalmente a que permiten una mejor descarga de energía durante la aceleración del vehículo.
Un desarrollo importante es el uso de supercapacitores para el desarrollo de la unidad de apoyo auxiliar. Freightliner y Delphi demostraron su uso en sistemas automotrices de pasajeros, aunque BMW argumenta que hay poca sensibilidad para su regulación debido a las modificaciones hechas a la gasolina para reducir la emisión de contaminantes, por lo que es viable instalarlos en sistemas basados en hidrógeno. |
Misión IMDEA Energía
El Instituto IMDEA Energía ha sido creado por el Gobierno Regional de la Comunidad de Madrid con el fin de promover y realizar actividades de I+D relacionadas con la energía, con un énfasis especial en las cuestiones que conciernen a las energías renovables y a las tecnologías energéticas limpias. El objetivo último es la obtención de resultados científicos y tecnológicos de alto nivel que contribuyan al desarrollo de un sistema energético sostenible.
Se pretende que el Instituto IMDEA Energía refuerce y tenga un impacto significativo en las actividades de I+D relacionadas con los temas de energía, congregando a investigadores de gran calidad en instalaciones dotadas de excelentes infraestructuras y recursos, y promoviendo una colaboración estrecha con el sector industrial. A medio plazo el Instituto IMDEA Energía aspira a convertirse en una institución de referencia a nivel internacional en temas relacionados con la energía.
Materiales y Componentes para el Almacenamiento Electroquímico de Energía
Proyecto de investigación ligado al contrato del Subprograma Ramón y Cajal-2008 del investigador Dr. Raúl Díaz, centrado tanto en la comprensión fundamental como en las aplicaciones prácticas de materiales y sistemas de almacenamiento y conversión energéticas adecuados para el óptimo transporte y uso de estas intermitentes fuentes de energía que son las energías renovables.
El objetivo es avanzar en el conocimiento de los sistemas de energía eléctrica (forma de energía útil que se perfila como aquella a la que cualquier fuente energética va a ser transformada); proveer de mejores materiales y procesos; y construir dispositivos que transporten y transformen la energía de manera más adecuada.
Esto se hará mediante una mejor comprensión de la relación entre materiales y sus respectivas (electro)químicas de reacción, para los cuales el investigador posee una amplia experiencia. La estrategia de investigación incorpora la síntesis y caracterización de estructuras nanométricas y/o porosas (ventajosas dada su gran área superficial y corta distancia de difusión) y la preparación y estudio sistemático de los dispositivos resultantes, principalmente baterías y supercapacitores, sin descartar otras aproximaciones como la transformación fotoelectroquímica de la energía solar en combustibles químicos (como el hidrogeno, mediante “water splitting”).
Además la línea investigadora posee una clara vocación de cercanía con la aplicación práctica, por lo que los estudios se centran en materiales y dispositivos de propiedades prometedoras y de coste asumible para una posible aplicación a corto término. Por ejemplo, el uso de estructuras nanométricas de diferentes compuestos de hierro.
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