Investigadores de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología (MISIS), junto con colegas de Estados Unidos y México, han desarrollado una nueva tecnología que permite producir baterías de bajo coste a partir de desechos médicos.
A las personas ajenas a la ciencia en ocasiones nos resulta difícil de creer lo que esta puede llegar a lograr y la noticia de la que hablamos en esta ocasión puede ser un buen ejemplo de ello.
Pero es real, ya que el estudio publicado en el Journal of Energy Storage así lo certifica. Y es que científicos rusos de la National University of Science and Technology (MISIS), en colaboración con un grupo de colegas estadounidenses y mexicanos, ha encontrado un modo de aprovechar mascarillas usadas y otros desechos médicos para crear baterías low cost.
Necesidad urgente de reciclar
Según informan los investigadores, a consecuencia de la pandemia de coronavirus se consumen 130.000 millones de mascarillas cada mes, lo que plantea una necesidad urgente de reciclar tal volumen de desechos.
Además, se da la circunstancia de que, al quemarse, emiten gases tóxicos, por lo que dicha necesidad es también un problema medioambiental a considerar.
La saturación de grafeno es suficiente para darles propiedades únicas
Con esta nueva tecnología desarrollada por los científicos del MISIS, se abre la puerta a la producción de baterías delgadas, flexibles y de bajo coste a partir de las mascarillas usadas, pero también de blisters de medicamentos, siendo necesaria únicamente la adquisición de grafeno para completar el proceso.
Cómo se hace una batería a partir de mascarillas usadas
El proceso de fabricación de las baterías hechas a partir de residuos médicos como las mascarillas es el siguiente:
«Para crear una batería del tipo supercondensador, primero las mascarillas se desinfectan con ultrasonido, luego se sumergen en ‘tinta’ hecha de grafeno, que satura la máscara», explica el profesor Anvar Zakharov, director científico del proyecto de infraestructura Dispositivos fotovoltaicos flexibles, flexibles y de alto rendimiento basados en perovskitas híbridas en NUST MISiS.
«Luego, el material se somete a presión y se calienta a 140 °C (las baterías de supercondensadores convencionales requieren temperaturas muy altas para la pirólisis-carbonatación, hasta 1000-1300 °C, mientras que la nueva tecnología reduce el consumo de energía en un factor de 10)».
«A continuación, se coloca un separador (también hecho de material de mascarilla) con propiedades aislantes entre los dos electrodos hechos del nuevo material», prosigue.
«Dicho material está saturado con un electrolito especial, y luego se crea una carcasa protectora a partir del material de los paquetes de blíster médicos (como el paracetamol)», concluye.
Ventajas de las baterías del MISIS
En comparación con los acumuladores tradicionales, las nuevas baterías tienen una alta densidad de energía almacenada y capacidad eléctrica», afirman. Anteriormente, las baterías de pellets creadas con una tecnología similar tenían una capacidad de 10 Wh/kg, pero los científicos de NUST MISIS y sus colegas extranjeros han logrado alcanzar los 98 Wh/kg.
«Cuando los científicos decidieron agregar nanopartículas de perovskita inorgánica de tipo óxido de CaCo a los electrodos obtenidos de las máscaras, la capacidad de energía de las baterías aumentó aún más (208 Wh/kg)», informa MISIS. «Han alcanzado una alta capacidad eléctrica de 1706 faradios/gr (esto es significativamente mayor en comparación con la capacidad de los electrodos mejor carbonizados sin la adición de grafeno (1000 faradios/gr)».
Los científicos han intentado antes utilizar varios materiales naturales porosos y productos de desecho para hacer electrodos para supercondensadores. Estos incluían cáscaras de coco, cáscaras de arroz y, recientemente, incluso desechos de periódicos, desechos de neumáticos de automóviles y otros.
Sin embargo, trabajar con estos materiales siempre requirió recocido a alta temperatura (carbonización) en hornos especiales. Las mascarillas resultaron ser un material más fácil y barato de procesar, ya que la saturación de grafeno es suficiente para darles propiedades únicas.
En el futuro, el equipo científico de MISIS planea aplicar la nueva tecnología para la producción de baterías para automóviles eléctricos, centrales solares y otras aplicaciones.
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