El Proyecto CARBAT (iniciales de Tecnología de Batería Recargable de Calcio) es una iniciativa de nuevas tecnologías a nivel europeo surgida del Institut de Ciencia de Materials de Barcelona junto con la Universidad Complutense, el Instituto Freunhofer y Universidad Tecnológica Chalmers y respaldada por los fondos del programa Horizon 2020. Su objetivo es crear una prueba de concepto de una batería recargable de alta densidad y lo particular del asunto es que en vez de tratarse de las tradicionales baterías de ion de litio, níquel y cobalto, el material principal en que se basa la idea es el calcio.
La utilización del calcio supondría superar el problema del aumento de las subidas de precio y escasez de las materias primas actuales que han experimentado otros materiales comunes en las baterías de hoy en día, desde el litio al níquel o el cobalto. A diferencia de todos estos, el calcio es un elemento abundante y barato. Pudiéndolo usar como ánodo en las baterías (en las que la carga eléctrica viaja del ánodo al cátodo), esto abarataría su producción y eliminaría los riesgos de falta de materias primas.
El calcio permitiría además lograr una alta densidad de energía, que es hoy en día una de las grandes diferencias entre los vehículos de gasolina o diésel y los eléctricos. También creen que el producto final sería más seguro y menos propenso a contaminar que los actuales, que en ocasiones liberan materiales tóxicos y cuyo reciclaje es más complicado.
Definida como la «cantidad de energía por unidad de volumen», la densidad de energía es lo que finalmente marca su utilidad práctica: si queremos almacenar mucha energía necesitamos hacerlo en baterías muy grandes (y pesadas); en cambio, la gasolina produce con su combustión mucha energía con un pequeño volumen. Por compararlo en cifras, la gasolina almacena unos 12.200 Wh/kg mientras que una batería de litio sólo almacena 120 Wh/kg, 100 veces menos. Mejorar esa relación es importante para que los coches puedan recorrer más kilómetros (autonomía), mejoraría el rendimiento de los camiones eléctricos y podría hacer factibles otros vehículos, como los grandes aviones completamente eléctricos, por ejemplo. Además de esto, también podría usarse como almacenamiento junto a centrales de generación eléctrica fotovoltaica o eólica.
Los equipos de investigación trabajan en crear y combinar diferentes sales y disolventes para crear un electrolito que permite crear capas para que los electrodos de calcio puedan facilitar el movimiento de los electrones, además de hacerlo más rápido. Entre otros utilizan boro, etileno y carbonato de propileno para estudiar su comportamiento. Se realizan simulaciones en superordenadores –simplificadas a unos 300 átomos– que recrean las reacciones de los líquidos, una tarea complicada porque se requieren más de un millón de pasos por cada nanosegundo de simulación y el proceso completo puede suponer hasta seis meses.
El siguiente paso sería encontrar un método válido para fabricar de forma práctica los electrodos con calcio y el resto de materiales. Esto sería lo que se conoce como «prueba de concepto», una especie de demostración de que la idea funciona. El resto sería un proceso no menos complicado: la creación de métodos para la fabricación a mayor escala dentro de un coste razonable que pueda competir con las baterías actuales. Pero sólo investigando nuevos caminos es como se descubren las rutas a nuevos lugares y se hacen descubrimientos interesantes.
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