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Investigadores del organismo avanzan en una arquitectura de electrodos inalámbricos que eleva hasta un 80 % la potencia de las baterías zinc-aire y en el desarrollo de zeolitas en microgravedad para obtener catalizadores más eficientes.
El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) está impulsando distintas líneas de investigación orientadas a mejorar el rendimiento de tecnologías de almacenamiento y de catálisis mediante el diseño de nuevas arquitecturas y materiales.
Entre los avances más recientes destacan un sistema que permite incrementar hasta un 80 % la potencia de las baterías zinc-aire sin modificar su química principal y un proyecto que estudiará la fabricación de zeolitas en condiciones de microgravedad para desarrollar catalizadores avanzados.
Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), en colaboración con el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) y la Universidad Nacional de La Plata, han desarrollado una arquitectura que puede aumentar hasta un 80 % la potencia de una batería zinc-aire sin necesidad de modificar su química principal. El trabajo ha sido publicado en Energy Storage Materials.
La innovación se basa en introducir en el interior de la batería pequeños elementos conductores que actúan como electrodos bipolares inalámbricos. Estos componentes no están conectados mediante cables ni a los electrodos convencionales, pero se polarizan cuando la batería está funcionando.
El campo eléctrico generado entre los dos electrodos provoca la polarización de estas piezas conductoras, creando nuevas rutas para el transporte de carga y facilitando las reacciones electroquímicas que generan electricidad. El resultado es una reducción de la resistencia interna y una mayor capacidad para suministrar energía rápidamente.
El planteamiento resulta especialmente relevante porque tradicionalmente se ha evitado introducir materiales conductores en el electrolito para impedir la aparición de cortocircuitos. El equipo del ICMAB ha demostrado que, bajo determinadas condiciones, estos elementos pueden generar precisamente el efecto contrario y mejorar el funcionamiento de la celda.
Las baterías zinc-aire presentan como principales ventajas el empleo de materiales abundantes, económicos y seguros. Sin embargo, la reacción electroquímica con el oxígeno es relativamente lenta, lo que limita la potencia disponible. La nueva arquitectura pretende actuar sobre esta limitación sin necesidad de cambiar la química fundamental del sistema.
La investigadora Nieves Casañ-Pastor ha señalado, no obstante, que el desarrollo no constituye una solución definitiva, sino una nueva vía para modificar diferentes parámetros del rendimiento de las baterías. El equipo ya ha observado efectos similares en otras tecnologías de almacenamiento y continúa estudiando posibles aplicaciones.
En paralelo, el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP-CSIC) lidera el proyecto Space Crystals for Earth Catalysis, ganador del certamen Space for Inspiration de la Agencia Espacial Europea (ESA) en 2026 y único proyecto español que llegó a la fase final de esta edición.
La iniciativa pretende estudiar cómo la microgravedad modifica el crecimiento de los cristales de zeolita, materiales ampliamente utilizados como catalizadores en la industria química y en procesos relacionados con la producción de energía limpia.
El proyecto está liderado por Luis Gómez-Hortigüela, junto con Joaquín Pérez Pariente, y cuenta también con la participación de Jaime Jurado y Ramón de la Serna, investigadores del mismo instituto.
La hipótesis es que la ausencia prácticamente total de gravedad puede modificar fenómenos asociados a la cristalización, como la sedimentación y las corrientes de convección, y favorecer el crecimiento de cristales más uniformes y ordenados y con menos defectos.
El objetivo no es producir grandes cantidades de zeolitas en órbita. La estrategia consiste en obtener pequeñas cantidades de cristales en microgravedad y utilizarlas posteriormente como “semillas” para reproducir sus propiedades en la Tierra mediante procesos de crecimiento cristalino asistidos por siembra.
Esta aproximación permitiría investigar un mecanismo de transferencia de las propiedades obtenidas en el espacio hacia procesos de fabricación terrestre, evitando que la producción a gran escala tenga que realizarse fuera de la Tierra.
El equipo estudiará además dos aplicaciones concretas. La primera está relacionada con la fabricación de catalizadores enantiopuros para la producción de fármacos quirales. La segunda busca desarrollar catalizadores mejorados para la conversión de metanol en combustibles y productos químicos de alto valor añadido.
Tras sintetizar los materiales en microgravedad, los investigadores analizarán sus características en laboratorio y tratarán de reproducirlas mediante técnicas de crecimiento cristalino. Finalmente, se evaluará su comportamiento como catalizadores en procesos industriales.
Ambas investigaciones parten de enfoques diferentes, pero comparten una misma dirección: mejorar el comportamiento de tecnologías existentes mediante el control de la estructura y la arquitectura de los materiales, en lugar de limitarse a sustituir completamente sus composiciones químicas.
En el caso de las baterías, el CSIC modifica la arquitectura interna para facilitar el transporte de carga y reducir la resistencia. En catálisis, estudia cómo unas condiciones de cristalización diferentes pueden permitir obtener zeolitas con propiedades estructurales potencialmente más favorables.
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