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Nuevo avance hacia las baterías de calcio recargables

Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona han demostrado la viabilidad de la extracción electroquímica de calcio a partir de un óxido metálico, que se podría usar así como cátodo en baterías. El estudio se ha realizado en colaboración con Toyota Motor Europe y ha dado lugar a una patente.

Batería de calcio recarragable. A la izquierda, ánodo de calcio metálico; y a la derecha: cátodo del óxido de calcio y cobalto. En el centro se sitúa el electrolito. / ICMAB-CSIC

Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB, centro perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas), ha logrado un avance hacia la producción de baterías de calcio recargables: por primera vez se ha conseguido extraer electroquímicamente calcio de un óxido metálico de manera parcialmente reversible.

El hallazgo contribuye a solucionar uno de los problemas de la producción de baterías de calcio recargables: encontrar cátodos que extraigan e incorporen iones de calcio de forma reversible

La investigación demuestra que este óxido podría utilizarse como cátodo (electrodo positivo) en futuras baterías de calcio recargables. Los resultados, publicados en la revista Dalton Transactions, suponen un paso más hacia el desarrollo de baterías de calcio recargables, una alternativa con más densidad de energía y más económica que las baterías más usadas actualmente, las de ión-litio. El estudio se ha realizado en colaboración con Toyota Motor Europe y ha dado lugar a una patente.

Este hallazgo puede contribuir a solucionar uno de los principales problemas para producir baterías de calcio recargables, que consiste en encontrar cátodos que puedan extraer e incorporar los iones de calcio de manera reversible, según explica la investigadora del ICMAB, Maria Rosa Palacín, que ha liderado el estudio.

Un óxido de calcio-cobalto

En este caso se ha utilizado un óxido de calcio-cobalto, y se ha observado cómo cambiaba su estructura una vez que el calcio se había extraído electroquímicamente. Este descubrimiento se añade al que el equipo de Palacín hizo en 2016, cuando demostró que el calcio metálico podía ser un buen ánodo (electrodo negativo) para las baterías, cuando el resto de la comunidad científica lo veía imposible.

Para llevar las baterías de calcio al mercado aún falta aumentar la reversibilidad del cátodo y optimizar todos los componentes de la batería, avisan los investigadores. De momento, no existe ningún prototipo de batería de calcio recargable. Aun así, todo el desarrollo tecnológico de las baterías de litio, que llevan cerca de 30 años en el mercado, podría servir para impulsar las baterías de calcio, una vez que se haya logrado el primer prototipo.

Referencia bibliográfica:

Deyana Tchitchekova, Carlos Frontera, Alexandre Ponrouch, Christopher Krich, Fanny Bardé Y M. Rosa Palacín. "Electrochemical calcium extraction from 1D-Ca3Co2O6". Dalton Transactions, julio 2018. DOI: 10.1039/C8DT01754A

Fuente: ICMAB-CSIC
Derechos: Creative Commons
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