Las baterías a base de calcio prometen alcanzar una alta densidad de energía a bajos costos de fabricación. Esta tecnología a escala de laboratorio tiene el potencial de reemplazar la tecnología de iones de litio en futuros sistemas de almacenamiento de energía. Sin embargo, el uso de los electrolitos disponibles ha sido imposible.lejos de cargar baterías de calcio a temperatura ambiente. Energía y ciencias ambientales revista, investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT ahora presentan una prometedora clase de electrolitos, con la cual esto será posible.
Los sistemas de almacenamiento de energía eficientes, grandes y de bajo costo facilitarán la transición a nivel nacional hacia la movilidad y el suministro de energía con cero emisiones. Sin embargo, la tecnología predominante de iones de litio de hoy en día no puede cumplir esta tarea a escala global, dice el profesor Maximilian Fichtner de KIT, Director de la plataforma de investigación CELEST Centro de Almacenamiento de Energía Electroquímica Ulm y Karlsruhe. Aquí, se estudian las baterías de calcio y otras tecnologías de almacenamiento. "En el mediano plazo, las baterías de iones de litio alcanzarán sus límites en términos de rendimiento y algunas delos recursos utilizados para su fabricación. Esto evitará su uso futuro donde sea razonable para la transición energética. La disponibilidad de recursos necesarios para la fabricación, como el cobalto, el níquel y el litio, es limitada ". En el Helmholtz Institute Ulm HIU establecido por KIT en cooperación con la Universidad de Ulm, Fichtner y su equipo se centran en tecnologías alternativas de baterías. Estas tecnologías se basan en tecnologías más abundantesrecursosEl calcio es un candidato prometedor, porque puede liberar y aceptar dos electrones por átomo contrario al litio y porque suministra un voltaje similar al del litio: "El calcio es el quinto elemento más abundante en la corteza terrestre. Se distribuye homogéneamente en la Tierray es seguro, no tóxico y económico "
Busque un electrolito adecuado
Sin embargo, hasta ahora ha habido un gran obstáculo en el desarrollo de baterías de calcio: en contraste con la tecnología de iones de litio establecida o las tecnologías más recientes de sodio o magnesio, hasta ahora no se han tenido electrolitos practicables para producir baterías de calcio recargables ".Hace unos años, los electrolitos experimentales y, por lo tanto, los prototipos de la batería de calcio han estado disponibles ", dicen el Dr. Zhenyou Li, primer autor del estudio, y el Dr. Zhirong Zhao-Karger, quien dirige el proyecto. Ambos están trabajando en elPOLiS Post Lithium Storage Cluster of Excellence of KIT que está incrustado en CELEST. "Pero estos electrolitos permiten la carga a temperaturas superiores a 75 grados centígrados solamente y, además, son susceptibles a reacciones secundarias no deseadas".
Los investigadores ahora han logrado sintetizar una clase de electrolitos nuevos basados en sales de calcio orgánicas especiales. Estos electrolitos permiten la carga a temperatura ambiente. Usando el nuevo electrolito tetrakis [hexafluoroisopropiloxi] borato, los investigadores demostraron la viabilidad de baterías de calcio de alta energíadensidad, capacidad de almacenamiento y capacidad de carga rápida. Sus resultados se informan en el diario Energía y ciencias ambientales .
Baterías de calcio como sistemas de almacenamiento de energía sostenible
La nueva clase de electrolitos es una base importante para transferir las baterías de calcio del laboratorio a la aplicación. En vehículos eléctricos, dispositivos electrónicos móviles y sistemas de almacenamiento estacionarios, podrían reemplazar la batería de iones de litio que predomina actualmente algún día. Pero esto puedetómese un tiempo: "Los nuevos electrolitos son un primer paso importante", enfatiza Fichtner. "Todavía hay un largo camino para llegar a la batería de calcio madura".
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Materiales proporcionado por Instituto Karlsruher für Technologie KIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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