Baterías de calcio, la alternativa (futura) al cada vez más caro y escaso litio

Las baterías llevan más de dos siglos en el mundo y fueron un elemento revolucionario. Durante todo ese tiempo han evolucionando consiguiendo grandes avances hasta llegar a un punto en el que, por el desembarco de los coches eléctricos, juegan un papel clave. Sin embargo, todavía siguen siendo caras, algo que podrían solventar las baterías de calcio.

Si miramos atrás, la mejoría de este elemento ha sido notable y se ha llegado a un punto en el que las baterías de litio han conseguido ofrecer un punto bastante bueno de rendimiento energético, capacidad de recarga y degradación. Su problema, principalmente, es el precio.

El litio es un elemento muy escaso, tanto que solo supone el 0,002% de la corteza terrestre. Hasta hace unos años esto no suponía un problema excesivo, pues la demanda no era exacerbada, pero la irrupción de la movilidad electrificada ha dado un vuelco a la situación y la cosa va a ir a peor.

Las baterías cumplen su 221 aniversario

La Unión Europea cuenta con datos que auguran que, para 2050, Europa necesitará 70 veces más litio que el actual para abastecer a todas las industrias. Eso hará que los precios se eleven todavía más cuando directamente no sea una situación insostenible.

Con esto en mente, hay que buscar alternativas que sean más viables y, a poder ser, más baratas y abundantes. La solución parecen ser las baterías de calcio.

¿Son las baterías de calcio una realidad?

Todavía no, pero el calcio cuenta a su favor con una cualidad que le postula como una alternativa interesante al litio: es mucho más común, hasta el extremo de que es 2.000 veces más abundante que éste, por lo que no habría problemas de suministros y, por ende, abarataría mucho el coste de las baterías.

Además, como está presente a todo lo largo y ancho de la corteza terrestre, en lugar de concentrado en yacimientos, no se producirían situaciones de monopolio.

Ahora bien, no solo es necesario que el material empleado sea más barato, también tiene que mantener o incluso mejorar el rendimiento energético del litio sin, además, ser más inseguro. ¿Cumple estos requisitos el calcio?

Con el segundo, sí; con el primero, también… aunque por el momento solo en teoría y hay que realizar una serie de ajustes para llevarlo a la práctica. 

Rosa Palacín y su equipo de investigadores del Instituto de Ciencias de los Materiales de Barcelona están investigándolo en el proyecto CARBAT, en el que concluyen que tiene mucho potencial y que en primera instancia, que utilizar un electrodo negativo de calcio en la batería, en lugar de uno de grafito, supondrá ventajas notables.

El calcio tiene una densidad energética, es de decir, una capacidad de acumulación de energía por kilogramo, mucho mayor que la del grafito. Además, cuando el calcio atraviesa el electrolito, “pierde” dos electrones (en lugar de uno) que van hacia el exterior. 

Esto, si se contara con un electrodo positivo adecuado, podría hacer que las baterías pudieran ofrecer una autonomía mayor sin tener que aumentar de tamaño.