Philippe Knauth: “La combinación de energías renovables y almacenamiento de energía es un paso obligatorio para una mayor accesibilidad energética”

Philippe Knauth es una figura clave en el ámbito de la ciencia de materiales, con una destacada trayectoria académica y de investigación. Es catedrático de Química de Materiales en la Universidad de Aix-Marsella y distinguido miembro de la Sociedad Química de Francia. Ha publicado más de 220 artículos en revistas científicas internacionales, tiene 7 libros coeditados y  ha registrado 6 patentes contribuyendo al desarrollo de nuevas tecnologías y materiales avanzados.

Su trabajo ha sido ampliamente reconocido, acumulando más de 10.500 citas científicas, lo que evidencia la relevancia de sus estudios en la comunidad científica. Como miembro de los consejos editoriales de prestigiosas revistas científicas, Knauth continúa desempeñando un rol fundamental en la difusión y validación del conocimiento, impulsando el avance de la investigación en materiales y nanotecnología.

En un contexto en el que la generación de energía procedente de fuentes renovables continúa en crecimiento, el almacenamiento de energía se convierte para Knauth en la única solución para cubrir una realidad: que las energías renovables son intermitentes. “Las energías sostenibles, como la fotovoltaica y la eólica, son obviamente intermitentes (cuando el sol no brilla por la noche o el viento no sopla). Por lo tanto, necesitamos soluciones de almacenamiento de energía para hacerlas permanentes”, afirma. Un motivo que le lleva a asegurar que un futuro sostenible no es posible sin sistemas de almacenamiento de energía. En el caso de España, señala que “la energía solar parece una elección muy acertada” y esto “va de la mano con los sistemas de almacenamiento de energía”.

Además, los BESS podrían democratizar la electricidad: “Es seguro que en zonas remotas del mundo (montañas pero también países subdesarrollados), la combinación de energías renovables y almacenamiento de energía es un paso obligatorio para una mayor accesibilidad energética”, afirma el experto.

Los desafíos del almacenamiento de la energía renovable

Pero los sistemas de almacenamiento de energía se enfrentan a algunos retos. “La vida útil de los sistemas de almacenamiento de energía no es suficiente. Algunos de los materiales utilizados (como el cobalto) son tóxicos, otros son materias primas críticas y la mayoría requieren extracción minera, lo que tiene un impacto en la emisión de dióxido de carbono (CO2)”, explica.

En la actualidad, las baterías más extendidas son las de litio, cuyas ventajas son que “tienen las densidades energéticas gravimétrica y volumétrica más altas”. Sin embargo, “presentan algunos problemas de seguridad (como el uso de disolventes orgánicos inflamables), una vida útil limitada y los recursos de litio disponibles son relativamente escasos”, pone de relieve. Además, si se produce un sobrecalentamiento de la batería “provoca un aumento en la presión de vapor de los disolventes orgánicos del electrolito. Si la carcasa de la batería se agrieta debido a esa presión, el vapor caliente del disolvente entra en contacto con el aire y puede iniciar un incendio”. Ante esto “los nanomateriales podrían ayudar, pero lo más relevante serían los electrolitos sólidos, que eliminarían los disolventes líquidos orgánicos volátiles e inflamables”, resalta.

Frente al desafío de crear baterías diferentes a las de litio, Knauth afirma que ya están disponibles las de sodio aunque “la masa del sodio es cuatro veces mayor que la del litio, lo que reduce la densidad energética”. Esto significa un menor almacenamiento de energía.

Sin embargo, el experto afirma que entre las baterías electroquímicas existentes –sodio, magnesio, vanadio redox o yoduro de zinc y el sodio–, el sodio liderará “sin duda”. “El magnesio aún tiene grandes problemas por resolver. Las baterías de vanadio redox son útiles solo para almacenamiento a gran escala (tanques de líquido), pero no para dispositivos portátiles. El yoduro de zinc no, ya que no tiene suficiente energía y es demasiado pesado”.

En términos medioambientales, el experto indica que se deben evitar materiales tóxicos, como el cobalto en las baterías de iones de litio: “Los materiales utilizados no deben ser críticos, sino estar ampliamente disponibles. La larga vida útil y la capacidad de reciclaje también son importantes. Es la combinación de todos estos factores lo que debe considerarse”.

El papel de las 'cleantech' en el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía

Según los últimos datos de la Agencia Internacional de la Energía (IRENA), a finales de 2023 la capacidad mundial de energía renovable ascendía a 3.870 Gigavatios (GW), lo que supone un incremento del 13,9 %. De esta cifra, la energía solar representó la mayor parte del total mundial, con una capacidad de 1.419 GW.

Las tecnologías limpias juegan un rol importante por convertirse en clave para la mitigación y adaptación al cambio climático. Y entre las soluciones basadas en las ‘cleantech’ se encuentran los sistemas de almacenamiento de energía. “Sin duda, los enfoques sostenibles y limpios pueden aportar ventajas importantes”, afirma Knauth en relación a este ecosistema, aunque considera que “en el futuro la gente será más exigente en este aspecto” siendo los sistemas de almacenamiento de energía “un mercado importante para el futuro".