CARBAT

Tecnología de batería recargable de calcio

CARBAT es una acción de investigación e innovación FET Open en el programa Horizonte 2020 e involucra a 4 instituciones de investigación europeas de diferentes países europeos: Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC, España), Universidad Tecnológica de Chalmers (CHALMERS, Suecia), Universidad Complutense de Madrid (UCM, España) e Instituto Fraunhofer de Tecnología de Silicio ISIT (Fraunhofer ISIT, Alemania).

El objetivo del proyecto es la prueba de concepto de una tecnología de baterías de alta densidad energética basada en calcio. El calcio es el 5º elemento más abundante en la corteza terrestre, no es tóxico y su potencial de reducción estándar es de -2,87 vs. SHE (Electrodo de Hidrógeno Estándar), muy cercano al del litio. El calcio es divalente y, por lo tanto, implica la transferencia de dos electrones en lugar de uno. Su capacidad teórica es de 1,34 Ah/g, significativamente superior a los 0,37Ah/g para el grafito, utilizado hoy en día como ánodo en baterías de iones de litio. Las baterías basadas en metal Ca prometen un aumento verdécido en las densidades de energía.

CARBAT combina esfuerzos científicos multidisciplinarios y excelencia en detección computacional, química de estado sólido y coordinación, ciencia de materiales, electroquímica e ingeniería de baterías, y aplica este know-how a:
1. desarrollar nuevos materiales de electrodos positivos para cátodos que funcionen a un potencial adecuado y tengan altas capacidades,
2. optimizar las formulaciones de electrolitos para el transporte rápido de Ca2 +,
3. montaje de demostradores de celda completa que integren dichos materiales.

Los materiales seleccionados a través de la selección computacional se preparan posteriormente y se evalúa su rendimiento electroquímico. Las celdas de laboratorio pequeñas se construyen con los electrolitos más adecuados desarrollados que luego se integran en celdas más grandes, imitando formatos industriales, y se prueban. Finalmente, estos fueron validados y comparados frente a la tecnología de iones de litio de última generación utilizando indicadores de rendimiento y sostenibilidad.