Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge ha logrado un paso significativo en el desarrollo de baterías que, además de almacenar energía, pueden capturar dióxido de carbono (CO₂) directamente del aire. Este avance promete cambiar el paradigma de cómo concebimos los dispositivos de almacenamiento energético, al ofrecer una solución dual: energía y descarbonización. A diferencia de otras tecnologías de captura de carbono que requieren grandes infraestructuras o consumo energético elevado, esta alternativa propone un método integrado, basado en una reacción electroquímica con potencial técnico y económico.

Este tipo de baterías utilizan una arquitectura redox flow con una solución líquida que absorbe CO₂ mientras se carga. Aunque el concepto se propuso hace años, hasta ahora no se había demostrado su viabilidad a presiones similares a las atmosféricas. El nuevo prototipo permite absorber carbono directamente del aire en condiciones más realistas, lo que abre la puerta a aplicaciones descentralizadas y de menor coste. El artículo se centrará en explicar el funcionamiento de estas baterías, el estado actual de la investigación, su impacto ambiental potencial y los próximos retos técnicos antes de que puedan ser aplicadas comercialmente.

¿Cómo funciona una batería que captura CO₂?

A diferencia de las baterías convencionales —como las de ion de litio, que almacenan energía mediante la transferencia de iones entre un ánodo y un cátodo sólidos—, esta batería experimental utiliza un sistema de flujo redox con una solución líquida que participa en reacciones electroquímicas. La clave está en la utilización de compuestos químicos conocidos como antraquinonas, que se disuelven en el electrolito líquido y cambian su estado de oxidación durante el ciclo de carga y descarga. En su forma reducida, estas moléculas reaccionan de forma espontánea con el dióxido de carbono disuelto en el líquido, formando un compuesto estable y atrapando así el gas.

En condiciones estándar de presión, se ha logrado una captura eficiente del CO₂, algo que no se había conseguido antes sin aplicar presiones elevadas. Según los autores del estudio publicado en Energy & Environmental Science, la capacidad de captura alcanzó 2.1 mmol de CO₂ por litro de electrolito, lo que representa una mejora del 75% respecto a ensayos anteriores a presión atmosférica. El sistema también permite liberar el gas capturado durante el proceso de descarga, cerrando un ciclo regenerativo sin consumo energético adicional para el proceso de captura.

Un paso hacia sistemas energéticos sostenibles

El desarrollo de este tipo de batería ofrece una combinación inédita de funcionalidades: almacenamiento eléctrico y captura de carbono. Esto la convierte en una tecnología prometedora para su uso en microrredes, viviendas inteligentes o instalaciones industriales donde la generación distribuida de energía pueda convivir con procesos de mitigación de emisiones. Se estima que un sistema de 100 litros de electrolito podría capturar hasta 200 gramos de CO₂ por ciclo de carga, lo que multiplicado por cientos de unidades representa una reducción acumulativa significativa.

Desde un punto de vista técnico, uno de los retos que aún persisten es la densidad energética. Actualmente, estas baterías tienen una capacidad de almacenamiento mucho menor que las tecnologías comerciales, lo que limita su aplicación a casos donde la captura de carbono sea tan importante como el suministro energético. Otro desafío está relacionado con la durabilidad de los compuestos orgánicos, ya que las antraquinonas tienden a degradarse con los ciclos, reduciendo la vida útil del sistema.

No obstante, el diseño modular y escalable de las baterías de flujo permite que su mantenimiento sea más simple que en baterías selladas. Además, la posibilidad de separar el electrolito dañado y reponerlo sin desechar todo el sistema podría mejorar la viabilidad a largo plazo.

¿En qué se diferencia esta tecnología de otras soluciones de captura de carbono?

Los métodos actuales de captura de carbono incluyen la absorción química mediante aminas, la adsorción en sólidos porosos y las tecnologías de captura directa del aire (DAC, por sus siglas en inglés) como las empleadas por empresas como Climeworks o Carbon Engineering. Estas soluciones requieren temperaturas elevadas o alta presión para separar el CO₂ capturado y, por tanto, consumen grandes cantidades de energía.

La batería desarrollada por Cambridge representa un enfoque más eficiente en cuanto al consumo energético. Su sistema aprovecha el propio ciclo electroquímico para capturar y liberar el CO₂, sin requerir calor externo. A esto se suma su flexibilidad para funcionar a presión atmosférica, lo que reduce el coste y complejidad de la infraestructura necesaria. En esencia, no se trata solo de una mejora incremental respecto a las baterías, sino de una convergencia entre dos tecnologías: almacenamiento energético y gestión climática.

Además, su base química permite adaptarla fácilmente a nuevos compuestos orgánicos sintéticos que podrían mejorar tanto la selectividad hacia CO₂ como la capacidad de captura. Esto abre un abanico de posibilidades en la química de materiales aplicada a soluciones climáticas.

Reflexiones y desafíos a futuro

A pesar del entusiasmo que ha generado esta investigación, aún queda un camino largo antes de que este tipo de baterías pueda implementarse a escala industrial. Será necesario demostrar su viabilidad en ciclos largos de carga y descarga, así como su comportamiento en condiciones ambientales variables. También debe estudiarse el impacto ambiental total del ciclo de vida de la batería, incluyendo la producción y reciclaje de los electrolitos orgánicos.

Otro punto clave será su integración en sistemas energéticos reales. Para que estas baterías puedan competir con tecnologías consolidadas, deberán escalarse manteniendo costes razonables. Por el momento, se trata de una demostración de concepto con resultados sólidos pero limitada por el entorno de laboratorio.

El hecho de que la batería actúe como una especie de esponja eléctrica para el CO₂ es sin duda una idea atractiva. Si consigue madurar, esta tecnología podría desempeñar un papel complementario en la lucha contra el cambio climático, en especial en sectores donde las emisiones difusas son difíciles de capturar por métodos convencionales.