La UPV/EHU desarrolla un innovador sistema de almacenamiento de energía basado en biomasa

La búsqueda de soluciones energéticas sostenibles y eficientes es uno de los grandes desafíos de la sociedad actual. En este contexto, un equipo del Grupo de Estado Sólido y Materiales de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) ha logrado desarrollar un innovador sistema de almacenamiento de energía de alta potencia basado en biomasa. En concreto, han creado un supercondensador híbrido de iones de litio con electrodos obtenidos a partir del carbón producido con residuos de pino insignis (Pinus radiata), un material abundante y accesible en el País Vasco.

Este avance, resultado de un enfoque sostenible y económicamente viable, abre nuevas posibilidades en el desarrollo de sistemas de almacenamiento energético con menor impacto ambiental. Los resultados obtenidos evidencian que los materiales derivados de biomasa pueden ser una alternativa altamente eficaz y rentable en este campo.

La importancia del almacenamiento de energía en la transición energética

La creciente dependencia de fuentes renovables como la solar o la eólica ha intensificado la necesidad de mejorar los sistemas de almacenamiento de energía. Como explica Eider Goikolea, investigadora del grupo de investigación de la UPV/EHU, uno de los mayores retos de las energías renovables es su intermitencia:

"No podemos controlar el viento, el calor o la luz que nos aporta la naturaleza. Además, la demanda de energía no siempre coincide con la producción, por lo que es esencial desarrollar soluciones que permitan almacenar la energía generada mediante fuentes renovables", señala la investigadora.

En este contexto, Eider Goikolea e Idoia Ruiz de Larramendi, profesoras de la UPV/EHU, trabajan en el desarrollo de nuevos materiales para mejorar la tecnología de almacenamiento energético. En su investigación más reciente, han logrado obtener carbones a partir de residuos de madera del pino insignis, un recurso que habitualmente se desecha en carpinterías y aserraderos.

"Ese serrín, que normalmente no se aprovecha, tiene un alto contenido en carbono, lo que lo convierte en una materia prima con un gran potencial para desarrollar dispositivos de almacenamiento de energía", explica Ruiz de Larramendi.

Un sistema híbrido entre baterías y supercondensadores

Los sistemas convencionales de almacenamiento de energía se dividen en baterías y supercondensadores. Mientras que las baterías pueden almacenar grandes cantidades de energía, los supercondensadores son capaces de liberar una gran cantidad de energía en un periodo muy corto de tiempo, aunque su capacidad de almacenamiento es menor.

La solución propuesta por las investigadoras de la UPV/EHU combina lo mejor de ambos sistemas: han desarrollado un dispositivo híbrido de iones de litio, que almacena grandes cantidades de energía como una batería, pero también ofrece alta potencia y una gran estabilidad en ciclos de carga y descarga, características propias de un supercondensador.

Para lograrlo, el equipo utilizó distintos tipos de carbón en los electrodos. Como explica Ruiz de Larramendi, no todas las biomasas producen carbones adecuados para estas aplicaciones, pero los resultados obtenidos con el pino insignis han sido especialmente prometedores.

"El término 'carbón' es muy amplio, ya que existen muchas variedades. No todas las biomasas permiten obtener carbones con las propiedades necesarias para el almacenamiento de energía, pero hemos comprobado que el pino insignis ofrece resultados muy satisfactorios", señala la investigadora.

En este sistema, un electrodo ha sido fabricado con carbón duro y otro con carbón activado, aprovechando al máximo las propiedades de cada tipo de material para optimizar el rendimiento del dispositivo.

Un enfoque sostenible y de bajo coste

Uno de los aspectos clave de esta investigación ha sido la utilización de procesos sostenibles y energéticamente eficientes. Durante la fabricación de los electrodos, las temperaturas de síntesis no superaron los 700°C, lo que supone un consumo energético moderado en comparación con otros métodos industriales. Además, se emplearon aditivos de bajo coste, lo que hace que la producción del dispositivo sea económicamente viable.

Según las investigadoras, estos resultados demuestran el potencial de la biomasa como alternativa sostenible en el desarrollo de dispositivos de almacenamiento energético.

"La biomasa representa una opción rentable y ecológica para mejorar los condensadores de iones de litio convencionales. Los materiales derivados de recursos naturales ofrecen grandes posibilidades para diseñar sistemas de almacenamiento de energía de alta potencia, eficientes y sostenibles. Es esencial seguir avanzando en esta línea de investigación", concluyen.

Un trabajo respaldado por proyectos de investigación nacionales y europeos

Este estudio ha sido posible gracias al apoyo de diversas entidades públicas. En particular, el proyecto ha sido financiado por el Gobierno Vasco (IT1546-22), el Ministerio de Ciencia e Innovación (PID2023-151153OB-I00 y TED2021-131517B-C21) y el programa europeo NextGenerationEU/PRTR.

Además, Eider Goikolea e Idoia Ruiz de Larramendi imparten clases en la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU, dentro de los grados de Química e Ingeniería Química, así como en el máster en Nuevos Materiales.

Este avance en almacenamiento de energía refuerza el papel de la biomasa como un recurso viable para la transición energética, con aplicaciones que pueden transformar la eficiencia y sostenibilidad de los sistemas actuales.