El calcio quiere destronar al litio: esta nueva batería ya supera los 1.000 ciclos

Durante los últimos años, las baterías de sodio han empezado a ganar protagonismo como una de las alternativas más interesantes para reducir la dependencia de las baterías de litio. Pero no son las únicas. El calcio también se está abriendo camino como posible sustituto para el almacenamiento de energía, y un nuevo trabajo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong y la Universidad Jiao Tong de Shanghái acaba de lograr un avance especialmente interesante.

El principal problema de las baterías de calcio hasta ahora estaba en conseguir que los iones de calcio se desplazasen con suficiente facilidad por el interior de la batería. A esto se sumaba otra dificultad importante: mantener unas prestaciones estables después de muchos ciclos de carga y descarga. El nuevo trabajo aborda precisamente estos dos problemas mediante el desarrollo de un nuevo electrolito de tipo cuasi sólido.

La clave está en unos materiales conocidos como estructuras orgánicas covalentes con actividad redox, que cuentan con una estructura porosa y rica en grupos carbonilo. Dicho de una forma más sencilla, los investigadores han creado una especie de red interna que facilita el movimiento de los iones de calcio dentro de la batería. Es precisamente este movimiento el que hasta ahora estaba limitando seriamente el desarrollo de esta tecnología.

Los resultados obtenidos en laboratorio son bastante llamativos. La celda completa desarrollada por el equipo alcanzó una capacidad específica reversible de 155,9 mAh/g, mientras que consiguió conservar más del 74,6% de su capacidad después de 1.000 ciclos de carga y descarga trabajando con una corriente elevada. Para una tecnología que todavía se encuentra en una fase de investigación, se trata de un resultado importante.

El trabajo ha sido desarrollado conjuntamente por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong y la Universidad Jiao Tong de Shanghái, y ha sido publicado en la revista científica Advanced Science. El estudio se publicó inicialmente en noviembre de 2025 y posteriormente quedó incorporado al volumen de 2026 de la publicación.

El calcio busca convertirse en una alternativa real para las baterías

El interés por el calcio no es casual. Se trata de un elemento muy abundante en la Tierra y mucho más disponible que el litio, lo que abre la puerta a fabricar sistemas de almacenamiento utilizando materias primas potencialmente más fáciles de conseguir. Según la información publicada por la propia universidad, el calcio presenta una abundancia terrestre muy superior a la del litio, uno de los argumentos que explican el creciente interés por esta tecnología.

Además, las baterías de calcio presentan algunas características electroquímicas que las hacen especialmente interesantes para el almacenamiento energético. El problema es que una cosa es tener un material abundante y otra muy diferente conseguir una batería capaz de competir en prestaciones, durabilidad y coste con las actuales baterías de litio.

Ahí es donde entra el nuevo electrolito desarrollado por los investigadores. Las estructuras utilizadas forman canales internos que permiten transportar los iones de calcio de una manera mucho más eficiente. En las pruebas realizadas a temperatura ambiente se consiguió una conductividad iónica de 0,46 mS/cm y un número de transferencia de calcio de 0,532.

Lo realmente importante es que el avance no se ha quedado en una prueba aislada de materiales. El equipo consiguió montar una celda completa de batería de calcio y comprobar su comportamiento durante cientos de ciclos. Mantener más del 74,6% de la capacidad después de 1.000 ciclos supone un paso adelante respecto a algunos de los principales problemas que han frenado hasta ahora esta tecnología.

Esto no significa, ni mucho menos, que vayamos a ver próximamente coches eléctricos con baterías de calcio. Todavía quedan muchos pasos antes de poder trasladar estos resultados de laboratorio a una batería comercial, especialmente en aspectos como densidad energética, potencia, comportamiento a diferentes temperaturas, fabricación a gran escala, coste y durabilidad en condiciones reales.

Pero el resultado sí demuestra que las baterías de calcio empiezan a superar algunos de los obstáculos fundamentales que tenían sobre la mesa. Y esto puede ser especialmente interesante en aplicaciones donde el coste y la disponibilidad de las materias primas tengan un peso elevado, desde el almacenamiento estacionario asociado a las energías renovables hasta, potencialmente, los coches eléctricos en el futuro.

De hecho, la propia Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong apunta a aplicaciones que van desde los sistemas de almacenamiento de energía renovable hasta los coches eléctricos. El objetivo no es sustituir mañana a las baterías de litio, sino demostrar que existen caminos alternativos capaces de ofrecer un rendimiento suficientemente alto como para justificar nuevas investigaciones.

Y aquí está probablemente la parte más interesante. La carrera por encontrar la batería del futuro no se limita a una única tecnología. Sodio, calcio, baterías con electrolito sólido y otras soluciones están avanzando en paralelo. Algunas acabarán teniendo un papel importante en los coches eléctricos, mientras que otras pueden encontrar su lugar en el almacenamiento de electricidad.

Por ahora, la batería de calcio desarrollada por estos investigadores es únicamente un prototipo de laboratorio. Pero haber conseguido combinar un electrolito cuasi sólido capaz de facilitar el movimiento de los iones de calcio con una vida útil de 1.000 ciclos demuestra que esta química ya no puede considerarse simplemente una alternativa teórica. El calcio empieza a llamar seriamente a la puerta de las baterías de próxima generación.

Fuente | Advanced

Puntos clave

• Investigadores de Hong Kong y Shanghái han desarrollado una nueva batería de calcio.
• Utiliza un electrolito cuasi sólido basado en estructuras orgánicas covalentes.
• La nueva estructura facilita el movimiento de los iones de calcio.
• La celda alcanzó una capacidad específica reversible de 155,9 mAh/g.
• Conservó más del 74,6% de su capacidad después de 1.000 ciclos.
• El calcio es mucho más abundante que el litio y podría reducir la dependencia de materias primas más limitadas.
• Todavía se trata de una tecnología experimental y quedan importantes retos antes de su llegada a los coches eléctricos.
• El almacenamiento estacionario y las energías renovables podrían ser algunas de sus primeras aplicaciones.