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Desarrollo de baterías en la industria marítima

Desarrollo de baterías en la industria marítima  Diario de ingeniería naval

Actualmente, existe un gran interés en el desarrollo de baterías en la industria marina, estos sistemas permiten almacenar y utilizar energía en los casos en los que no se puede producir electricidad.

Incluso pueden formar parte de sistemas híbridos, lo que reduce las emisiones y mejora el rendimiento y la eficiencia del motor, y pueden operarlos con una carga óptima.

Las baterías más destacadas en la industria marina son las baterías de iones de litio, que constan de ánodo, cátodo, electrolito y separador. Si bien son los más utilizados, presentan algunas limitaciones, no siendo los ideales cuando se requieren mayores niveles de potencia y energía. Por ello, aparecen una serie de alternativas que se encuentran en fase de investigación.

Baterías de metal-aire

Su estructura es similar a la de las baterías de iones de litio, utiliza aire como cátodo y metal como ánodo, que puede ser de zinc, aluminio o litio.

Estas baterías tienen una alta densidad de energía y también tienen algunas desventajas, como una estabilidad inadecuada, una velocidad de carga y descarga limitada y la aparición de dendritas.

Actualmente, se están desarrollando como electrolitos en estado sólido que pueden aliviar muchos problemas.

Baterías de flujo redox

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

Dentro de este grupo destacan dos tipos, baterías híbridas y baterías redox verdaderas, cada una con características que las hacen diferentes entre sí, ofreciendo distintas ventajas y desventajas.

Baterías de amoniaco

Este tipo de batería se encuentra en una etapa muy temprana de desarrollo. La gran ventaja que ofrecen es el uso del amoniaco como fuente de energía, ya que respeta el medio ambiente.

La función principal del amoníaco es su utilización en baterías de amoníaco regenerativas térmicamente.

Baterías de estado sólido

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

Al usar un electrolito sólido, la batería puede ser más densa, segura y liviana que un electrolito líquido, aumentando la densidad de energía y reduciendo el peso en comparación con las baterías de iones de litio.

A continuación se muestra una tabla que muestra las principales características de estas baterías, así como sus usos en el sector marítimo.

Tipos de pilas

VentajasDesventajas

Usos en el sector marítimo

Metal-Aire

– Alta energía específica teórica

– Tiempo de ciclismo corto

– Electrolitos inestables

– sensibilidad a la humedad y los gases atmosféricos

– Baterías de litio-aire con riesgo de desbordamiento térmico

– Si se detecta un electrolito estable y se mejora el tiempo del ciclo para permitir la recarga, la capacidad de usar baterías de metal-aire en aplicaciones marinas debido a su alta energía específica es muy alta

Flujo redox

– Grandes cantidades de energía almacenada

– Fácilmente escalable

– Baja tasa de autodescarga.

– Separación de clasificaciones de energía y potencia

– Baja densidad energética

– Materiales costosos

– Densidad de energía baja y energía específica significa que el espacio y el peso que ocupan las baterías de flujo redox deben considerarse cuidadosamente para determinar su uso potencial en una aplicación marina.

Amoníaco

– Amigable con el medio ambiente

– Recuperación de residuos de baja temperatura

– En las primeras etapas de la investigación

– Baja eficiencia

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

De Estado sólido

– Alta densidad energética y densidad específica.

– Seguridad contra el desbordamiento térmico

– Mi amiga

– Poco contacto e interfaz

– Tiempo de ciclismo corto

– Alta resistencia interna

– Promete como una alternativa segura y energéticamente eficiente a las baterías de iones de litio existentes si se puede mejorar el contacto de la interfaz

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