Los científicos han encontrado una forma de producir baterías finas, flexibles y de bajo costo utilizando los materiales de desecho de los miles de millones de mascarillas de un solo uso que, de otro modo, acabarían en vertederos, cuando el mundo entra en el tercer año de la pandemia del Covid-19.
En un artículo publicado en el Journal of Energy Storage, investigadores de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia (NUST MISiS), junto a científicos de Estados Unidos y México, utilizaron residuos médicos para crear supercondensadores sólidos, que funcionan de forma diferente a las baterías tradicionales, pero cumplen la misma función: almacenar electricidad para cuando se necesite.
Durante la pandemia, los habitantes del planeta empezaron a utilizar más de 130.000 millones de mascarillas al mes, que se convierten en cientos de toneladas de residuos poliméricos, que cuando se queman emiten gases tóxicos.
Según el artículo, los científicos transformaron las mascarillas usadas en supercondensadores textiles de gran eficacia y utilizaron los blísteres de medicamentos de desecho como carcasa, formando así la base para crear baterías.
Los investigadores afirmaron que las mascarillas desechables, en particular, habían resultado más fáciles y baratas de procesar que otros materiales de desecho utilizados en experimentos anteriores, como los neumáticos de vehículos y las cáscaras de coco, que requieren una carbonización a alta temperatura en hornos especiales.
Según los científicos, las mascarillas, que han generado enormes cantidades de residuos poliméricos durante la pandemia, solo necesitaron la saturación de grafeno para dotarlas de unas propiedades únicas de almacenamiento de energía.
El proceso de conversión
El profesor Anvar Zakhidov, director científico del proyecto en la NUST MISiS, dijo que las máscaras se desinfectan primero con ultrasonidos, y luego se sumergen en tinta de grafeno, que satura la máscara.
Luego, el material se comprime y se calienta a 140 °C, temperaturas mucho más bajas que las necesarias para las baterías de supercondensadores convencionales, antes de colocar un separador, hecho de material de las máscaras, entre los dos electrodos. A continuación se satura con un electrolito especial, y se crea una cubierta protectora con el material de los blísteres médicos.
El equipo dijo que las baterías resultantes tenían una alta densidad de energía almacenada y capacidad eléctrica, de hasta 98 vatios-hora/kg, lo que las sitúa en la media de las baterías de iones de litio actuales.
Con un suministro casi infinito de las materias primas y pocas necesidades de energía en el procesamiento, el producto tiene el potencial de ser muy barato. Además, Zakhidov y sus coautores afirman que el descubrimiento tiene una densidad de almacenamiento de energía casi diez veces superior a la de la tecnología de la competencia, lo que lo sitúa en el rango de la viabilidad comercial.
El equipo consiguió duplicar con creces su anterior récord de densidad energética, hasta los 208 vatios hora por kilogramo, añadiendo nanopartículas de óxido Ca3Co4O9-δ, más denso que las típicas baterías de vehículos eléctricos, aunque la comparación es imperfecta, porque dichas baterías requieren embalaje adicional.
Por el momento, las baterías pueden utilizarse en aparatos domésticos, desde relojes hasta lámparas, pero los investigadores afirman que tienen previsto aplicar la nueva tecnología a la producción de baterías para coches eléctricos, parques solares y otros fines.
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Redacción | Antonio Vilela
