CARBAT

Tecnologia de bateria recarregável de cálcio

A CARBAT é uma ação de investigação e inovação FET Open no programa Horizonte 2020 e envolve 4 instituições de investigação europeias de diferentes países europeus: O Instituto de Ciência dos Materiais de Barcelona (ICMAB-CSIC, Espanha), a Universidade Tecnológica chalmers (CHALMERS, Suécia), a Universidade Complutense de Madrid (UCM, Espanha) e o Instituto Fraunhofer de Tecnologia de Silício ISIT (Fraunhofer ISIT, Alemanha).

O objetivo do projeto é a prova do conceito de uma tecnologia de bateria de alta densidade energética baseada em cálcio. O cálcio é o 5º elemento mais abundante na crosta terrestre, não é tóxico e o seu potencial de redução padrão é de -2,87 vs. SHE (Elétrodo de hidrogénio padrão), muito próximo do lítio. O cálcio é divalente e, portanto, envolve a transferência de dois eletrões em vez de um. A sua capacidade teórica é de 1,34 Ah/g, significativamente superior à 0.37Ah/g para grafite, usada hoje como um ânodo nas baterias de iões de lítio. As baterias à base de Ca prometem um aumento da densidade energética.

A CARBAT combina esforços científicos multidisciplinares e excelência na deteção computacional, química e coordenação de estado sólido, ciência dos materiais, eletroquímica e engenharia de baterias, e aplica este know-how para:
1. Desenvolver novos materiais de elétrodos positivos para os cátodos que operam a um potencial adequado e possuam elevadas capacidades,
2. Otimizar as formulações de eletrólitos para o transporte rápido de Ca2+,
3. Reunião de manifestantes de células inteiras que integram estes materiais.

Os materiais selecionados através da seleção computacional são então preparados e o seu desempenho eletroquímico é avaliado. As pequenas células laboratoriais são construídas com os eletrólitos mais adequados desenvolvidos, que são depois integrados em células maiores, imitando formatos industriais, e testados. Finalmente, estas foram validadas e comparadas com a tecnologia de iões de lítio de última geração utilizando indicadores de desempenho e sustentabilidade.