Las iniciativas de investigación de almacenamiento de energía en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) son tan diversas como las personas que apoyan estos proyectos. La innovación tecnológica y la comercialización de soluciones de almacenamiento y conversión de energía abarcan una variedad de áreas de investigación y desarrollo, que incluyen hidrógeno, pilas de combustible, baterías electroquímicas, sistemas térmicos y energía hidráulica.
Dentro de estos programas, las mujeres son una pieza integral de la iniciativa para suministrar energía limpia y asequible cuando y donde se necesite. Este año, NREL se unió al Departamento de Energía (DOE) Gran desafío de almacenamiento de energía (ESGC) en celebrar solo algunas de las mujeres que hicieron contribuciones significativas dentro de los programas de almacenamiento de energía. Los directores y gerentes de NREL identificaron a casi una docena de mujeres destacadas y, de ellas, ESGC seleccionó a tres para un reconocimiento especial.
“Como miembros vitales del equipo de almacenamiento de energía de NREL, estas mujeres representan la pasión y la excelencia que impulsa nuestra visión de energía limpia y asequible cuando y donde se necesita”, dijo Jennifer Kurtz, directora del Centro de Sistemas de Almacenamiento y Conversión de Energía. “Queremos seguir celebrando su trabajo durante todo el año”.
Kae Fink, investigador de almacenamiento de energía electroquímica
El investigador de NREL Kae Fink trabaja con baterías de tipo botón en una cámara ambiental en el Laboratorio de Caracterización de Materiales de la Instalación de Integración de Sistemas de Energía de NREL. Foto de Dennis Schroeder, NREL
Las baterías de iones de litio son un cambio de juego en el almacenamiento de energía, con vehículos eléctricos (EV) en el camino para dominar el transporte ligero en los próximos 30 años. Sin embargo, las baterías de los vehículos eléctricos eventualmente deberán reciclarse una vez que lleguen al final de su vida útil para reutilizar los valiosos materiales que componen la batería y reducir el desperdicio innecesario.
Desde que se unió a NREL en 2018, Kae Fink se ha convertido en líder en el desarrollo de tecnología de reciclaje directo para baterías de iones de litio. Su trabajo apoya el desarrollo y la optimización de métodos novedosos de muestreo y análisis de datos que rastrean cómo cambia el electrodo positivo de las baterías de iones de litio a medida que la batería envejece. Esta investigación identifica oportunidades para un reciclaje más económico y eficiente. Fink también propuso, desarrolló y ejecutó un estudio que demuestra un procedimiento de bajo costo para el lavado con solvente de cátodos al final de su vida útil para implementar en una línea de reciclaje, que resultó en una patente en 2021. Actualmente, Fink trabaja dentro del DOE ReCell Center en un proceso novedoso para eliminar las impurezas de aluminio y cobre de las baterías trituradas al final de su vida útil, lo que podría mejorar la viabilidad económica de una línea de reciclaje directo.
En colaboración con varios socios industriales, Fink dirige evaluaciones de laboratorio técnico de materiales de batería avanzados. Además, ha diseñado técnicas novedosas de recolección y muestreo de gases que brindan información química detallada sobre los sistemas de baterías. Este enfoque de diagnóstico, que es fundamental para mejorar la seguridad de las baterías, permite a los investigadores estudiar las baterías sometidas a abuso mecánico e informa sobre las mejoras en la seguridad de las baterías.
Tessa Greco, directora de proyectos de energía hidráulica
Sra. Tessa Greco, Tessa Greco es la Gerente del Programa de Energía Hidráulica de NREL. Foto de Werner Slocum, NREL
La energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo (PSH) es, con mucho, la fuente de almacenamiento de energía más grande de la red, y está bien adaptada para proporcionar la confiabilidad y resistencia necesarias para proteger los sistemas de almacenamiento de energía.
Como gerente de proyectos de Water Power en NREL, Greco supervisa la ejecución del Premio FAST de Desafíos hechos en Estados Unidos del DOE. El objetivo del Premio FAST, que significa “Avances en los avances para acortar el tiempo de puesta en servicio de PSH”, es disminuir los tiempos de comisión de los proyectos de PSH de 10 a cinco años, reduciendo tanto el costo como el riesgo.
Bajo el liderazgo de Greco, el premio FAST incentivó a los innovadores estadounidenses a identificar ideas para reducir el tiempo, el costo y el riesgo desde el concepto hasta la puesta en servicio de PSH. Un panel de expertos de la industria revisó propuestas de avances tecnológicos que podrían tener una amplia aplicación nacional y respaldar una mayor penetración de energía renovable en la red. Debido al éxito del Premio FAST, NREL ahora está desarrollando un modelo de costo ascendente para PSH, que incorporará varias consideraciones y limitaciones geográficas y de escala.
Judith Vidal, Gerente del Grupo de Ciencias de la Energía de Edificios
La investigadora de NREL Judith Vidal trabaja con un analizador termogravimétrico para determinar la estabilidad térmica de fluidos bajo diferentes atmósferas. Foto de Dennis Schroeder, NREL
Aumentar la temperatura a la que las sales fundidas pueden almacenar calor es fundamental para mejorar las aplicaciones de almacenamiento térmico solar. Sin embargo, los materiales a temperaturas extremas pueden tener efectos adversos en sus envases, ya que muchos metales se corroen en presencia de condiciones tan agresivas. La investigación de Judith Vidal ha allanado el camino hacia materiales de mayor temperatura que resisten la corrosión mediante la implementación de nuevos recubrimientos que protegen contra las sales fundidas y las aleaciones de metales líquidos a altas temperaturas (600–900 ° C).
Durante sus 10 años en NREL, la extensa investigación de materiales de almacenamiento térmico de Vidal la ha distinguido como una experta en sales fundidas. Actualmente directora del Building Energy Science Group, Vidal tiene reputación internacional por su trabajo de vanguardia en sistemas de almacenamiento térmico. Además, es una prolífica autora de más de 50 artículos de revistas y otras publicaciones. El 2017 Hoja de ruta de demostración de CSP Gen3, por la que fue líder en sales fundidas, ha sido citada más de 200 veces.
La experiencia y las capacidades de Vidal se aplican a diversas aplicaciones, incluida la construcción de tecnologías emergentes, electrólisis de división de agua, celdas de combustible, termoeléctricas y biocombustibles. También ha desarrollado soluciones de almacenamiento de energía a alta temperatura para concentrar plantas de energía solar. La investigación de materiales de almacenamiento térmico de Vidal incluye optimización termoquímica y rutas de purificación de fluidos térmicos, evaluación de la corrosión y enfoques de mitigación.
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Artículo cortesía de NREL.
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