Una nueva línea de baterías en Estados Unidos busca abaratar y dar seguridad al almacenamiento de energía

¿Y si la próxima generación de baterías para la red eléctrica no naciera en una fábrica gigante, sino en un laboratorio del tamaño de un pequeño taller? Estados Unidos acaba de activar una línea de producción de baterías que apunta justo a eso: acortar la distancia entre la ciencia de materiales y la manufactura industrial, con dos objetivos claros, más seguridad y menor coste.

La nueva línea está alojada en el Grid Storage Launchpad (GSL), un centro de investigación de 93.000 pies cuadrados operado por el Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), dependiente del Departamento de Energía (DOE) de Estados Unidos, en Richland, estado de Washington. Según el propio laboratorio, la instalación recién inaugurada reúne 16 equipos dentro de un laboratorio de 1.400 pies cuadrados. Los datos del proyecto confirman que se trata de la primera línea de celdas prismáticas instalada en un laboratorio nacional del país.

Un nuevo polo para el almacenamiento en red

Los investigadores del PNNL explican que la línea les permitirá fabricar, probar y validar diseños avanzados de baterías a una escala con sentido industrial. "Esto ayuda a nuestros investigadores a tender un puente entre la ciencia y la industria", señaló Adam Jivelekas, responsable de operaciones del GSL.

La línea producirá celdas prismáticas. Son rectangulares y de mayor tamaño que las cilíndricas, con una forma que recuerda a la de una pila de nueve voltios (9V). Esa geometría les permite almacenar más energía por celda. Al estar fabricadas con una carcasa metálica más pesada, resultan menos propensas al sobrecalentamiento, una cualidad que las ha vuelto cada vez más atractivas para guardar energía en la red eléctrica.

Mark Weller, doctor y científico de materiales del PNNL e investigador principal del proyecto, lo resume con claridad: el metal conduce el calor mejor que la mayoría de los materiales, de modo que estas baterías se enfrían con más facilidad. "Si tienes un mejor transporte del calor, si las celdas son más uniformes desde el punto de vista mecánico, si se empaquetan de forma más eficiente, todo eso se traduce no solo en mayor seguridad, sino también en menor coste", apuntó.

"Hacer una celda tipo botón requiere unos pocos miligramos de material; hacer una celda prismática exige al menos un kilogramo. Cuando escalas así, no puedes dar por hecho que una química que funcionó bien en una celda botón vaya a comportarse igual en una prismática", explicó Weller.

Su forma rectangular añade otra ventaja: pueden apilarse de manera ordenada, lo que reduce el espacio desperdiciado frente a las alternativas cilíndricas. Ese empaquetado más eficiente eleva la densidad energética a nivel de paquete. Para Jivelekas, el centro acelerará el paso de la investigación a la producción. "Podemos ayudar a investigadores externos o a socios industriales a probar y validar sus diseños de celdas prismáticas", indicó.

Arranque de operaciones y primeras pruebas

El PNNL detalló que la instalación se ubica dentro de un laboratorio seco especializado, donde la humedad se mantiene por debajo de la de algunos de los lugares más áridos del planeta. Conservar esas condiciones es decisivo, ya que niveles mínimos de humedad pueden degradar los componentes más sensibles de la batería.

El centro completó sus pruebas a comienzos de este año y los científicos preparan ahora proyectos de validación pensados para demostrar sus capacidades. Weller insistió en que la verdadera prueba consiste en confirmar que la línea puede fabricar celdas prismáticas de alta calidad de forma constante.

Para mostrarlo en la práctica, el equipo producirá y evaluará dos químicas prometedoras destinadas a celdas prismáticas: sodio-ion y litio-ferrofosfato (LFP). Tras la fabricación, ambos tipos se someterán a una batería de ensayos para medir su rendimiento y su seguridad.

"Con esta capacidad podemos hacer la investigación, el desarrollo y las pruebas a escala piloto que a las empresas les cuesta justificar, y facilitar un traspaso más fluido para llevar al mercado conceptos avanzados de baterías", concluyó Weller.

Qué deben observar inversores y operadores

Más allá del laboratorio, el movimiento tiene lecturas relevantes para quien sigue las materias primas y la energía. La apuesta por celdas LFP y de sodio-ion apunta a una menor dependencia de metales más caros y escasos, un factor que el mercado vigila de cerca por su efecto sobre los costes del almacenamiento estacionario. Conviene seguir la evolución de la demanda de litio frente al fosfato y al sodio, así como el ritmo de adopción de estas químicas en proyectos de red a gran escala.

• Cadena de suministro de baterías y metales asociados al almacenamiento estacionario.
• Compañías de utilities y desarrolladores de almacenamiento en red.
• Demanda relativa de litio frente a alternativas como el sodio-ion.
• Coste nivelado del almacenamiento, una variable clave para la rentabilidad del sector.