Los científicos implicados en el estudio de las baterías Omicrono
España da una lección: crea junto a Irlanda una nueva manera de convertir restos de madera en baterías baratas
El proyecto puede aprovechar un material que normalmente se convierte en basura para crear baterías de iones de sodio.
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La dependencia de materiales exóticos y raros en la fabricación de baterías podría tener los días contados, gracias a un estudio de un equipo de investigadores de la Universidad de Limerick en Irlanda y la Universidad de Valencia en España.
Los científicos han conseguido desarrollar una técnica para transformar el lignosulfonato, un subproducto sobrante de la industria papelera y maderera, en nanofibras de carbono de alto rendimiento para baterías de iones de sodio.
El hallazgo busca resolver uno de los grandes problemas de la transición energética. Las baterías de iones de litio actuales dependen de metales cuyo coste y disponibilidad es difícil por razones geopolíticas y medioambientales.
Por su parte, las baterías de sodio utilizan un elemento mucho más abundante en la corteza terrestre y los océanos; sin embargo, también dependen de solventes orgánicos tóxicos y de un proceso altamente costoso en términos de energía para su producción.
El nuevo proceso de producción de baterías de sodio creado por el equipo de investigadores se aprovecha del lignosulfonato, un compuesto orgánico que la industria del papel suele descartar o quemar para generar calor.
Mediante un simple proceso basado en el agua, los científicos han logrado procesar este residuo sin necesidad de utilizar disolventes tóxicos o contaminantes; el resultado final son nanofibras de carbono rígidas y porosas, que permiten a los iones de sodio alojarse y desplazarse con fluidez durante los ciclos de carga y descarga.
Para ello, los científicos crearon un 'camino' para los iones de sodio, ajustando la química del material y la estructura interna durante la síntesis; el nuevo diseño mejora el almacenamiento de energía y la eficiencia de la descarga.
El proceso combina compuestos sostenibles y solubles en agua, incluyendo el mencionado lignosulfonato además de gelatina y alginato, para crear estas nanoestructuras. Durante el tratamiento de calor, los dos últimos componentes sirven como 'plantillas' para guiar la creación de la nanoestructura de carbono.
Los investigadores creen que este estudio demuestra que los materiales de alto rendimiento para baterías pueden ser diseñados tanto con el rendimiento como con la responsabilidad medioambiental en mente.
Y es que la industria papelera produce millones de toneladas de lignosulfonato de manera anual, un material de poco valor que suele terminar siendo quemado, produciendo más contaminación.
Pese al optimismo que da este desarrollo, hay que aclarar que aún quedan obstáculos por resolver. El principal se encuentra precisamente en el lignosulfonato, que como proviene de restos de la industria, puede ser muy diferente dependiendo de la especie de la madera e incluso de las técnicas usadas para convertirla en papel.
Esto impide obtener una calidad constante a través de todas las baterías producidas con este método, por lo que sería necesario adoptar estándares de purificación superiores para poder usar este material.
