Baterías líquidas que desalan agua y almacenan energía: ¿El futuro de la sostenibilidad?

Un equipo de la Universidad de Nueva York ha desarrollado un innovador sistema basado en baterías de flujo redox capaz de desalar agua y almacenar energía renovable. Este avance combina la extracción de sal del agua con la gestión de energía excedente de fuentes como la solar y la eólica. Aunque aún en fase experimental, la tecnología mejora un 20 % la eficiencia en la desalación respecto a métodos previos. Este descubrimiento podría ser clave para abordar dos de los mayores desafíos de la humanidad: el acceso a agua potable y la transición energética sostenible.

Energía y agua en una sola solución

Las baterías de flujo redox no son nuevas, pero su aplicación para desalar agua marca un hito tecnológico. Estas baterías funcionan almacenando energía en soluciones líquidas que contienen compuestos químicos capaces de alternar entre estados oxidado y reducido. Durante el proceso, dos electrolitos diferentes pasan por una celda electroquímica, separada por una membrana que permite el intercambio de iones mientras genera electricidad.

Este principio se ha adaptado para resolver otro desafío global: la falta de agua potable. La desalación por flujo redox (RFD, por sus siglas en inglés) utiliza un sistema similar para extraer sal del agua de mar mientras almacena energía renovable. Al operar, el sistema separa los iones de sal mediante membranas de intercambio iónico, obteniendo agua dulce y acumulando energía en los agentes redox.

El sistema no solo ofrece una solución combinada, sino que también optimiza recursos: el agua dulce es esencial para millones de personas en áreas de escasez hídrica, mientras que el almacenamiento energético es fundamental para estabilizar la generación renovable intermitente. En este contexto, las baterías de flujo redox podrían reemplazar parcialmente las tecnologías actuales de litio, que son costosas, contaminantes y limitadas en capacidad.

Un avance prometedor desde Nueva York

Investigadores de la Universidad de Nueva York han mejorado significativamente la eficiencia de este sistema híbrido. Utilizando una estructura de cuatro canales separados por membranas de intercambio iónico, han logrado reducir la resistencia en la interfaz entre electrolito y membrana. Según sus estudios, aumentar la velocidad del flujo de electrolito hasta 50 mL/min permite eliminar sal 16,7 veces más rápido y consume menos energía.

Esta mejora no solo representa un avance en la eficiencia de la desalación, sino que también subraya la viabilidad económica de la tecnología a mayor escala. Actualmente, las plantas desaladoras convencionales requieren una gran cantidad de energía, lo que limita su uso en regiones de bajos recursos. Al combinar desalación y almacenamiento energético, el sistema RFD tiene el potencial de revolucionar tanto el acceso al agua como la sostenibilidad energética.

A pesar de los avances, aún existen retos significativos. Por ejemplo, la baja densidad energética de las baterías redox significa que requieren tanques grandes para almacenar suficiente capacidad. Además, la tecnología necesita una mayor escalabilidad para competir con alternativas como las baterías de litio o las plantas desaladoras de ósmosis inversa.

Retos para la adopción global

A pesar de su potencial, la tecnología aún enfrenta obstáculos significativos antes de su despliegue masivo. Uno de los mayores desafíos es la escalabilidad. Mientras que las baterías redox convencionales ya se utilizan en aplicaciones industriales, su densidad energética limitada y su necesidad de grandes infraestructuras físicas pueden dificultar la integración de esta tecnología en plantas desaladoras comerciales.

Además, los costes iniciales de investigación, desarrollo e implementación siguen siendo elevados. Para competir con sistemas establecidos como las plantas de ósmosis inversa o las baterías de litio, será crucial optimizar los materiales de los electrolitos y las membranas de intercambio iónico. Inversiones públicas y privadas, junto con políticas que fomenten soluciones sostenibles, serán necesarias para cerrar la brecha entre laboratorio y mercado.

Repensar la transición sostenible

El desarrollo de sistemas como el RFD plantea una pregunta crucial: ¿puede una sola tecnología abordar dos problemas globales simultáneamente? Las baterías de flujo redox demuestran que la respuesta podría ser afirmativa. Más allá de la desalación y el almacenamiento, estas soluciones representan una tendencia hacia sistemas multifuncionales que maximizan la eficiencia.

De cara al futuro, la adopción de esta tecnología dependerá de la inversión en investigación y desarrollo para resolver sus limitaciones actuales. Sin embargo, el potencial impacto es enorme. En un mundo donde el cambio climático agudiza las crisis de agua y energía, soluciones como esta podrían transformar industrias y mejorar la calidad de vida de millones. Con avances como los de la Universidad de Nueva York, nos acercamos a un modelo de sostenibilidad que integre recursos esenciales con tecnologías inteligentes.