Mirando hacia adelante: A pesar de ser un elemento relativamente raro, el litio sigue siendo el rey de los materiales cuando se trata de tecnología de baterías recargables. El calcio es 2.500 veces más abundante que el litio, pero hasta ahora ha resultado difícil utilizarlo en baterías que puedan funcionar a temperatura ambiente.
Un equipo de investigadores chinos propone un diseño novedoso para baterías de calcio y oxígeno (Ca-O2) con mayor eficiencia, una tecnología que algún día podría reemplazar a las baterías de iones de litio, aportando importantes mejoras para el medio ambiente. La tecnología aún no existe, pero la solución innovadora concebida por el equipo aún se puede mejorar con más esfuerzos de investigación.
En teoría, las baterías de calcio y oxígeno pueden proporcionar una alta capacidad energética, según un estudio publicado en la naturaleza dice, pero hasta ahora no se ha conseguido una batería recargable de Ca-O2 que pueda funcionar a temperatura ambiente. La compleja química que tiene lugar entre los dos elementos no es lo suficientemente estable, y los investigadores tuvieron que encontrar un nuevo electrolito para promover un ciclo de carga y descarga de energía más eficiente.
El equipo creó un electrolito de base líquida que podría funcionar con los dos elementos, acomodando tanto un «ánodo metálico de Ca altamente reductivo» como dioxígeno (O2). La nueva batería se basa en un sistema redox de dos electrones altamente reversible (una reacción química en la que cambian los estados de oxidación de un reactivo), explican los investigadores, que es capaz de formar peróxido de calcio (CaO2) químicamente reactivo como producto de descarga.
Después de descubrir una reacción química funcional basada en CaO2, el equipo intentó adaptar el nuevo diseño de batería a aplicaciones de electrónica portátil. La tecnología es estable en el aire incluso cuando se dobla de 0 a 180 grados y puede convertirse en fibras flexibles. Utilizando una máquina trenzadora comercial, los investigadores tejieron su tecnología en textiles de batería flexibles.
El nuevo diseño de batería de calcio y oxígeno podría usarse para sistemas portátiles de próxima generación, afirma el equipo chino, proporcionando una alternativa más sostenible a los diseños basados en litio. Se espera que las baterías de calcio sean más baratas y seguras que las de iones de litio y, al mismo tiempo, proporcionen una capacidad energética «comparable».
Sin embargo, la batería recargable de calcio y oxígeno aún se encuentra en la etapa de prueba de concepto y de acuerdo a Según el investigador de baterías Alexandre Ponrouch, podrían faltar décadas para su posible uso generalizado. Estas baterías todavía tienen una baja eficiencia energética, lo que significa que se necesita mucha más energía para cargarlas en comparación con la que pueden entregar a un dispositivo.
