Donald Sadoway: The missing link to renewable energy

Donald Sadoway: El eslabón perdido de la energía renovable

Traductor: Ana María Pérez Revisor: Andrea Pisera

The electricity powering the lights in this theater

La electricidad que alimenta las luces en este teatro

was generated just moments ago.

ha sido generada hace unos momentos.

Because the way things stand today,

Porque como están las cosas hoy en día,

electricity demand must be in constant balance

la demanda de electricidad debe estar en constante equilibrio

with electricity supply.

con la oferta.

If in the time that it took me to walk out here on this stage,

Si mientras caminaba hacia el escenario,

some tens of megawatts of wind power

algunas decenas de megavatios de energía eólica

stopped pouring into the grid,

dejaban de fluir en la red,

the difference would have to be made up

la diferencia tendría que haber sido compensada inmediatamente

from other generators immediately.

por otros generadores.

But coal plants, nuclear plants

Pero las plantas de carbón y las centrales nucleares

can't respond fast enough.

no pueden responder con suficiente rapidez.

A giant battery could.

Una batería gigante podría hacerlo.

With a giant battery,

Con una batería gigante

we'd be able to address the problem of intermittency

seríamos capaces de hacer frente al problema de intermitencia

that prevents wind and solar

que impide a la energía eólica y solar

from contributing to the grid

contribuir a la red

in the same way that coal, gas and nuclear do today.

del mismo modo que hacen hoy el carbón, el gas y la energía nuclear.

You see, the battery

Vean, la batería

is the key enabling device here.

es el dispositivo clave que permitiría hacerlo.

With it, we could draw electricity from the sun

Con ella podríamos extraer electricidad del sol,

even when the sun doesn't shine.

incluso cuando no brilla.

And that changes everything.

Y esto cambia todo.

Because then renewables

Porque entonces las energías renovables

such as wind and solar

como la eólica y la solar

come out from the wings,

salen tras bambalinas,

here to center stage.

aquí al centro del escenario.

Today I want to tell you about such a device.

Hoy quiero hablarles de un dispositivo similar.

It's called the liquid metal battery.

Se llama batería de metal líquido.

It's a new form of energy storage

Es una nueva forma de almacenamiento de energía

that I invented at MIT

que inventé en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT)

along with a team of my students

junto con un equipo de mis estudiantes

and post-docs.

y post-docs (postdoctorales).

Now the theme of this year's TED Conference is Full Spectrum.

El tema de TED de este año es Full Spectrum (amplio espectro).

The OED defines spectrum

El Diccionario Inglés Oxford define espectro

as "The entire range of wavelengths

como: "Toda la gama de longitudes de onda

of electromagnetic radiation,

de la radiación electromagnética,

from the longest radio waves to the shortest gamma rays

desde las ondas de radio más largas a los rayos gamma más cortos,

of which the range of visible light

de los cuales el rango de luz visible

is only a small part."

es solo una pequeña parte".

So I'm not here today only to tell you

No estoy aquí solo para contarles

how my team at MIT has drawn out of nature

cómo mi equipo en el MIT ha extraído de la naturaleza

a solution to one of the world's great problems.

una solución a uno de los problemas más grandes del mundo.

I want to go full spectrum and tell you how,

Quiero recorrer el amplio espectro y contarles cómo,

in the process of developing

en el proceso de desarrollo

this new technology,

de esta nueva tecnología,

we've uncovered some surprising heterodoxies

hemos descubierto algunas heterodoxias sorprendentes

that can serve as lessons for innovation,

que pueden servir como lección para la innovación,

ideas worth spreading.

ideas que vale la pena difundir.

And you know,

Y saben,

if we're going to get this country out of its current energy situation,

si queremos sacar al país de la situación energética actual,

we can't just conserve our way out;

la salida no pueden ser los mismos procedimientos;

we can't just drill our way out;

no podemos solo excavar;

we can't bomb our way out.

no podemos solo bombardear.

We're going to do it the old-fashioned American way,

Vamos a hacerlo a la antigua manera americana,

we're going to invent our way out,

vamos a inventar nuestra salida

working together.

trabajando juntos.

(Applause)

(Aplausos)

Now let's get started.

Bien, comencemos.

The battery was invented about 200 years ago

La batería fue inventada hace unos 200 años

by a professor, Alessandro Volta,

por un profesor, Alessandro Volta,

at the University of Padua in Italy.

en la Universidad de Padua, en Italia.

His invention gave birth to a new field of science,

Su invento dio origen a un nuevo campo de la ciencia,

electrochemistry,

la electroquímica,

and new technologies

y a nuevas tecnologías

such as electroplating.

como la galvanoplastia.

Perhaps overlooked,

Tal vez pasó por alto,

Volta's invention of the battery

pero la invención de la batería de Volta,

for the first time also

también demostró por primera vez

demonstrated the utility of a professor.

la utilidad de un profesor.

(Laughter)

(Risas)

Until Volta, nobody could imagine

Hasta Volta, parecía impensable

a professor could be of any use.

que un profesor pudiera servir de algo.

Here's the first battery --

Aquí está la primera batería:

a stack of coins, zinc and silver,

una pila de monedas, zinc y plata,

separated by cardboard soaked in brine.

separados por cartón salmuerizado.

This is the starting point

Este es el punto de partida

for designing a battery --

para el diseño de una batería:

two electrodes,

dos electrodos,

in this case metals of different composition,

en este caso metales de diferente composición,

and an electrolyte,

y un electrolito,

in this case salt dissolved in water.

en este caso sal disuelta en agua.

The science is that simple.

La ciencia es así de simple.

Admittedly, I've left out a few details.

Claro que he dejado fuera algunos detalles.

Now I've taught you

Ahora les he enseñado

that battery science is straightforward

que la ciencia de la batería es sencilla

and the need for grid-level storage

y la necesidad de almacenar energía en red

is compelling,

es urgente,

but the fact is

pero el hecho es

that today there is simply no battery technology

que hoy simplemente no hay tecnología de las baterías

capable of meeting

capaz de satisfacer

the demanding performance requirements of the grid --

la demanda de rendimiento que requiere la red;

namely uncommonly high power,

es decir, potencia extraordinariamente alta,

long service lifetime

larga vida útil

and super-low cost.

y bajísimo costo.

We need to think about the problem differently.

Tenemos que pensar el problema de manera diferente.

We need to think big,

Tenemos que pensar en grande,

we need to think cheap.

tenemos que pensar barato.

So let's abandon the paradigm

Abandonemos el paradigma

of let's search for the coolest chemistry

de la búsqueda de la mejor química

and then hopefully we'll chase down the cost curve

con la esperanza de reducir la curva de los costos

by just making lots and lots of product.

haciendo solo montones y montones de productos.

Instead, let's invent

En su lugar, inventemos

to the price point of the electricity market.

el punto de precio del mercado de la electricidad.

So that means

Eso quiere decir

that certain parts of the periodic table

que ciertas partes de la tabla periódica

are axiomatically off-limits.

están axiomáticamente fuera de los límites.

This battery needs to be made

Esta batería debe hacerse

out of earth-abundant elements.

con elementos abundantes en la tierra.

I say, if you want to make something dirt cheap,

Yo digo, si quieren hacer algo muy barato,

make it out of dirt --

háganlo con la basura,

(Laughter)

(Risas)

preferably dirt

preferiblemente basura

that's locally sourced.

de origen local.

And we need to be able to build this thing

Y tenemos que ser capaces de construir esta cosa

using simple manufacturing techniques and factories

utilizando técnicas sencillas de producción y fábricas

that don't cost us a fortune.

que no nos cuesten una fortuna.

So about six years ago,

Así que, hace unos seis años,

I started thinking about this problem.

empecé a pensar en este problema.

And in order to adopt a fresh perspective,

Y para adoptar una nueva perspectiva,

I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.

busqué inspiración más allá del campo del almacenamiento de electricidad.

In fact, I looked to a technology

De hecho, miré hacia una tecnología

that neither stores nor generates electricity,

que no almacena ni produce electricidad,

but instead consumes electricity,

sino que en cambio,

huge amounts of it.

consume en grandes cantidades.

I'm talking about the production of aluminum.

Estoy hablando de la producción de aluminio.

The process was invented in 1886

El proceso fue inventado en 1886

by a couple of 22-year-olds --

por dos jóvenes de 22 años:

Hall in the United States and Heroult in France.

Hall en los Estados Unidos y Héroult en Francia.

And just a few short years following their discovery,

Y solo unos pocos años después de su descubrimiento,

aluminum changed

el aluminio pasó

from a precious metal costing as much as silver

de un metal precioso costoso como la plata

to a common structural material.

a ser un material estructural común.

You're looking at the cell house of a modern aluminum smelter.

Están viendo la casa de las celdas de una ferrería de aluminio moderna.

It's about 50 feet wide

Tiene unos 15 metros de ancho

and recedes about half a mile --

y aproximadamente un kilómetro de largo;

row after row of cells

hileras e hileras de celdas que,

that, inside, resemble Volta's battery,

por dentro, se asemejan a la batería de Volta,

with three important differences.

con tres diferencias importantes.

Volta's battery works at room temperature.

La batería de Volta funciona a temperatura ambiente.

It's fitted with solid electrodes

Está dotada de electrodos sólidos

and an electrolyte that's a solution of salt and water.

y un electrolito que es una solución de agua y sal.

The Hall-Heroult cell

La celda de Hall-Heroult

operates at high temperature,

funciona a alta temperatura,

a temperature high enough

suficientemente alta

that the aluminum metal product is liquid.

para mantener el aluminio líquido.

The electrolyte

El electrolito

is not a solution of salt and water,

no es una solución de agua y sal,

but rather salt that's melted.

sino más bien de sal fundida.

It's this combination of liquid metal,

Es esta combinación de metal líquido,

molten salt and high temperature

sal fundida y alta temperatura

that allows us to send high current through this thing.

que nos permite enviar corriente elevada a través de esta cosa.

Today, we can produce virgin metal from ore

Hoy en día, podemos producir metal virgen del mineral

at a cost of less than 50 cents a pound.

por menos de 1 USD el kilo.

That's the economic miracle

Ese es el milagro económico

of modern electrometallurgy.

de la electrometalurgia moderna.

It is this that caught and held my attention

Esto es lo que llamó mi atención

to the point that I became obsessed with inventing a battery

a tal punto que me obsesioné con la invención de una batería

that could capture this gigantic economy of scale.

capaz de capturar esta economía de escala enorme.

And I did.

Y lo hice.

I made the battery all liquid --

Hice una batería completamente líquida:

liquid metals for both electrodes

metales líquidos para ambos electrodos

and a molten salt for the electrolyte.

y una sal fundida para el electrolito.

I'll show you how.

Les mostraré cómo.

So I put low-density

Puse metal líquido de baja densidad

liquid metal at the top,

en la parte superior,

put a high-density liquid metal at the bottom,

un metal líquido de alta densidad en la parte inferior,

and molten salt in between.

y sal fundida en el medio.

So now,

Y ahora,

how to choose the metals?

¿cómo elegir los metales?

For me, the design exercise

Para mí, el ejercicio de diseño

always begins here

siempre comienza aquí

with the periodic table,

con la tabla periódica,

enunciated by another professor,

formulada por otro profesor,

Dimitri Mendeleyev.

Dmitri Mendeleyev.

Everything we know

Todo lo que conocemos

is made of some combination

está constituido por una combinación

of what you see depicted here.

de lo que ven representado aquí.

And that includes our own bodies.

Y eso incluye a nuestros propios cuerpos.

I recall the very moment one day

Recuerdo el día

when I was searching for a pair of metals

en que estaba buscando un par de metales

that would meet the constraints

que pudieran adaptarse a las limitaciones

of earth abundance,

de profusión en la tierra,

different, opposite density

a densidad diferente y opuesta

and high mutual reactivity.

y a reactividad recíproca alta.

I felt the thrill of realization

Sentí una emoción increíble

when I knew I'd come upon the answer.

cuando supe que había hallado la respuesta.

Magnesium for the top layer.

Magnesio para la capa superior.

And antimony

Y antimonio

for the bottom layer.

para la capa inferior.

You know, I've got to tell you,

Saben, tengo que decírselos,

one of the greatest benefits of being a professor:

uno de los mayores beneficios de ser un profesor:

colored chalk.

tizas de colores.

(Laughter)

(Risas)

So to produce current,

Así que para producir corriente,

magnesium loses two electrons

el magnesio pierde dos electrones

to become magnesium ion,

para convertirse en iones de magnesio

which then migrates across the electrolyte,

que luego migra a través del electrolito,

accepts two electrons from the antimony,

acepta dos electrones del antimonio,

and then mixes with it to form an alloy.

y luego se mezcla con éste para formar una aleación.

The electrons go to work

Los electrones van a trabajar

in the real world out here,

en el mundo real aquí,

powering our devices.

alimentando nuestros aparatos.

Now to charge the battery,

Ahora, para cargar la batería,

we connect a source of electricity.

conectamos una fuente de electricidad.

It could be something like a wind farm.

Podría ser algo como un parque eólico.

And then we reverse the current.

Y luego invertimos la corriente.

And this forces magnesium to de-alloy

Esto obliga al magnesio a separarse

and return to the upper electrode,

y regresar al electrodo superior,

restoring the initial constitution of the battery.

restaurando la constitución inicial de la batería.

And the current passing between the electrodes

Y la corriente que pasa entre los electrodos

generates enough heat to keep it at temperature.

genera suficiente calor para mantener la temperatura constante.

It's pretty cool,

Es genial,

at least in theory.

al menos en teoría.

But does it really work?

Pero, ¿realmente funciona?

So what to do next?

Entonces, ¿qué se hace después?

We go to the laboratory.

Vamos al laboratorio.

Now do I hire seasoned professionals?

Ahora, ¿puedo contratar profesionales con experiencia?

No, I hire a student

No, contrato a un estudiante

and mentor him,

y lo preparo,

teach him how to think about the problem,

le enseño cómo pensar el problema

to see it from my perspective

para verlo desde mi punto de vista

and then turn him loose.

y luego lo dejo libre.

This is that student, David Bradwell,

Este es el estudiante, David Bradwell,

who, in this image,

que en esta imagen

appears to be wondering if this thing will ever work.

parece estar preguntándose si esto algún día funcionará.

What I didn't tell David at the time

Lo que no le dije al momento

was I myself wasn't convinced it would work.

fue que ni yo mismo estaba convencido que funcionaría.

But David's young and he's smart

Pero David es joven, inteligente

and he wants a Ph.D.,

y quiere un doctorado,

and he proceeds to build --

y sigue construyendo...

(Laughter)

(Risas)

He proceeds to build

Sigue construyendo

the first ever liquid metal battery

la primera batería de metal líquido

of this chemistry.

de esta química.

And based on David's initial promising results,

Y basado en los primeros resultados prometedores de David,

which were paid

pagados

with seed funds at MIT,

con el capital semilla del MIT,

I was able to attract major research funding

logré conseguir mayor financiamiento para investigación

from the private sector

de parte del sector privado

and the federal government.

y del gobierno federal.

And that allowed me to expand my group to 20 people,

Y eso me permitió ampliar mi grupo a 20 personas,

a mix of graduate students, post-docs

una mezcla de egresados, post-docs

and even some undergraduates.

e incluso algunos estudiantes universitarios.

And I was able to attract really, really good people,

Logré reunir gente realmente buena,

people who share my passion

personas que comparten mi pasión

for science and service to society,

por la ciencia y el servicio a la sociedad

not science and service for career building.

y no ciencia y servicio para hacer carrera.

And if you ask these people

Y si preguntan a estas personas

why they work on liquid metal battery,

por qué trabajan en la batería de metal líquido,

their answer would hearken back

su respuesta se remonta

to President Kennedy's remarks

a las declaraciones del presidente Kennedy

at Rice University in 1962

hechas en la Universidad Rice en 1962,

when he said -- and I'm taking liberties here --

cuando dijo –y aquí me estoy tomando la libertad–

"We choose to work on grid-level storage,

"Elegimos trabajar en el almacenamiento de energía en red,

not because it is easy,

no porque sea fácil,

but because it is hard."

sino porque es difícil".

(Applause)

(Aplausos)

So this is the evolution of the liquid metal battery.

Esta es la evolución de la batería de metal líquido.

We start here with our workhorse one watt-hour cell.

Empezamos aquí con nuestro caballo de batalla: la celda de un vatio-hora.

I called it the shotglass.

Yo la llamo copita.

We've operated over 400 of these,

Hemos construido más de 400,

perfecting their performance with a plurality of chemistries --

perfeccionando su rendimiento con una serie de composiciones químicas;

not just magnesium and antimony.

no solo magnesio y antimonio.

Along the way we scaled up to the 20 watt-hour cell.

En el proceso pasamos a la celda de 20 vatios-hora.

I call it the hockey puck.

Yo la llamo disco de hockey.

And we got the same remarkable results.

Y conseguimos los mismos notables resultados.

And then it was onto the saucer.

Y luego estaba en el platillo.

That's 200 watt-hours.

Esa es de 200 vatios-hora.

The technology was proving itself

La tecnología estaba demostrando

to be robust and scalable.

ser sólida y escalable.

But the pace wasn't fast enough for us.

Pero el ritmo no era suficientemente rápido para nosotros.

So a year and a half ago,

Así que hace un año y medio,

David and I,

David y yo,

along with another research staff-member,

junto con otro miembro del personal de investigación,

formed a company

formamos una compañía

to accelerate the rate of progress

para acelerar el ritmo de los avances

and the race to manufacture product.

y la carrera para la fabricación del producto.

So today at LMBC,

Hoy en la LMBC,

we're building cells 16 inches in diameter

estamos construyendo celdas de 41 cm de diámetro

with a capacity of one kilowatt-hour --

con una capacidad de un kilovatio-hora;

1,000 times the capacity

1.000 veces la capacidad

of that initial shotglass cell.

de la celda copita inicial.

We call that the pizza.

La llamamos pizza.

And then we've got a four kilowatt-hour cell on the horizon.

Y ya está en desarrollo una celda de cuatro kilovatios-hora

It's going to be 36 inches in diameter.

que tendrá un diámetro de 60 centímetros.

We call that the bistro table,

A esa la llamamos mesa de bistro,

but it's not ready yet for prime-time viewing.

pero todavía no está lista para ser mostrada.

And one variant of the technology

Y una variante de la tecnología

has us stacking these bistro tabletops into modules,

nos permite apilar estas mesas de bistro en módulos,

aggregating the modules into a giant battery

que se agregan en una batería gigante

that fits in a 40-foot shipping container

que encaja en un contenedor de 12 metros

for placement in the field.

para la colocación en el campo.

And this has a nameplate capacity of two megawatt-hours --

Y esta tiene una capacidad nominal de 2 megavatios-hora:

two million watt-hours.

dos millones de vatios-hora.

That's enough energy

Energía suficiente

to meet the daily electrical needs

para satisfacer las necesidades de electricidad diarias

of 200 American households.

de 200 hogares estadounidenses.

So here you have it, grid-level storage:

Aquí está, el acumulador de energía de red:

silent, emissions-free,

silencioso, libre de emisiones,

no moving parts,

sin piezas móviles,

remotely controlled,

a control remoto,

designed to the market price point

diseñado para un precio de mercado

without subsidy.

sin subsidio.

So what have we learned from all this?

Entonces, ¿qué hemos aprendido de todo esto?

(Applause)

(Aplausos)

So what have we learned from all this?

¿Qué hemos aprendido de todo esto?

Let me share with you

Permítanme compartir con ustedes

some of the surprises, the heterodoxies.

algunas sorpresas, las ideas no convencionales.

They lie beyond the visible.

No se ven a simple vista.

Temperature:

Temperatura:

Conventional wisdom says set it low,

la sabiduría popular sugiere mantenerla baja

at or near room temperature,

-a temperatura ambiente o casi-

and then install a control system to keep it there.

y luego instalar un sistema de control para mantenerla constante.

Avoid thermal runaway.

Evitar escapes térmicos.

Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature

La batería de metal líquido está diseñada para funcionar a temperatura elevada

with minimum regulation.

con una regulación mínima.

Our battery can handle the very high temperature rises

Nuestra batería es capaz de responder a temperaturas muy altas

that come from current surges.

que originan los picos de corriente.

Scaling: Conventional wisdom says

Proporción: la sabiduría popular sugiere

reduce cost by producing many.

producir muchas para reducir los costos.

Liquid metal battery is designed to reduce cost

La batería de metal líquido está diseñada para reducir el costo

by producing fewer, but they'll be larger.

produciendo pocas, pero serán más grandes.

And finally, human resources:

Y finalmente, los recursos humanos:

Conventional wisdom says

La sabiduría popular sugiere

hire battery experts,

contratar a expertos de la batería,

seasoned professionals,

profesionales avezados,

who can draw upon their vast experience and knowledge.

que puedan aprovechar su enorme experiencia y conocimiento.

To develop liquid metal battery,

Para desarrollar la batería de metal líquido,

I hired students and post-docs and mentored them.

contraté estudiantes y post-docs y los instruí.

In a battery,

En una batería,

I strive to maximize electrical potential;

me esfuerzo por maximizar el potencial eléctrico;

when mentoring,

cuando instruyo,

I strive to maximize human potential.

me esfuerzo por maximizar el potencial humano.

So you see,

Como pueden ver,

the liquid metal battery story

la historia de la batería de metal líquido

is more than an account

más que un relato

of inventing technology,

sobre la invención de una tecnología,

it's a blueprint

es un proyecto

for inventing inventors, full-spectrum.

para crear inventores, de amplio espectro.

(Applause)

(Aplausos)