03/11/2023

Ciencia

Recuperan un residuo de curtiembres para crear baterías más sustentables

Investigadores de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) recuperaron un residuo de curtiembres, pelo de vaca, para desarrollar baterías de litio-azufre de próxima generación y más sustentables, se informó hoy.

El trabajo fue realizado con el apoyo de YPF-Tecnologías (Y-TEC), la empresa de IPF y el Conicet, que ya presentó la patente del proyecto en Estados Unidos.

Victoria Bracamonte, Guillermina Luque y Andrea Calderón, junto con el resto de investigadores del Laboratorio de Energías Sustentables (Laes) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) pensaron que el pelo de vaca podía ser una materia prima prometedora para crear baterías de litio de próxima generación.


Para lograr baterías más eficientes se deben resolver varias limitaciones, como la cantidad de ciclos de carga-descarga capaz de soportar la batería, la velocidad de carga y su densidad de energía.

Todo ello sin comprometer su seguridad, esto es, evitar sobrecargas, cortocircuitos y sobrecalentamientos.

Las baterías actuales tienen un ánodo de grafito y un cátodo de cobalto y níquel. Estos últimos son elementos escasos, caros y contaminantes.

Utilizar el azufre como cátodo podría generar una mejora en estas cualidades, además de ser un elemento más abundante y menos contaminante y costoso.

Este azufre necesita un "esqueleto" en donde adherirse para formar el cátodo, y aquí es donde juega el pelo de vaca.


Una de las sustancias que se está estudiando para crear estos esqueletos son los biocarbones, carbones obtenidos a partir de la "cocción" de residuos orgánicos.

El equipo del Laes utilizó el pelo de vaca para obtener biocarbón, cuyas estructuras micro y nanoporosas pueden mejorar la velocidad de carga, la densidad de energía y dar mayor estabilidad en los ciclos de carga.

"Los siguientes pasos son escalar la producción y conectar las industrias de la curtiembre y de las baterías para generar un proceso circular. Esto es a largo plazo", aseguró Bracamonte, de 38 años, doctora en Química, investigadora del Conicet y profesora de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la UNC.


Bracamonte agrega: "Fueron dos años de trabajo duro con la pandemia de por medio. Hicimos frente a situaciones adversas de financiamiento, de accesibilidad a técnicas y por momentos, de frustración. Pero lo logramos", según un comunicado de la UNC .

En tanto, Ezequiel Leiva, integrante del Laes e investigador de Conicet y de la UNC, agrega: "Se trata de baterías que podrían llegar a estar en el mercado recién dentro de diez años. Son una tecnología muy distinta a la actual. El desarrollo y la prueba a escala industrial van a llevar tiempo. En todo caso, tampoco reemplazarán a las baterías actuales. Es probable que convivan".

Las baterías son necesarias para el boom de vehículos eléctricos que comienza a asomarse. De esta manera, se busca transformar el sector de transporte, uno de los principales emisores de gases de efecto invernadero originados tras la combustión de nafta, gasoil y gas.

Daniel Barraco, investigador de Conicet, integrante del Laes y secretario de Ciencia y Tecnología de la UNC, asegura que este desarrollo no fue un descubrimiento casual.

"Se viene colaborando con Y-TEC en el desarrollo de biocarbones desde 2017. Comenzamos con fécula de mandioca y luego fuimos complejizando con estudios en cáscara de maní, de arroz y otros", explica.

Leiva, quien este año recibió el premio Konex como uno de los 100 científicos argentinos más destacados de la década pasada, asegura que este tipo de baterías brindarán más autonomía a los futuros vehículos eléctricos.

"Una batería de litio actual de 200 kilos permite que un auto recorra entre 160 a 200 kilómetros. Son pocos kilómetros. Las baterías de litio-azufre permitirán autonomías de hasta 400 kilómetros", explica.

El pelo de vaca es el principal residuo de las curtiembres, De cada tonelada de piel de vaca húmeda se generan 85 kilos de pelo residual.

El trabajo a partir del que se presentó la patente ya fue aceptado para su publicación en la revista Chemistry Select y estará próximamente disponible bajo el título de "Sustainable Cow Hair Biocarbon-Sulfur Cathodes with Enhanced Electrochemical Performance".

Barraco sostiene: "Es un claro ejemplo de que la ciencia básica argentina puede llevar a desarrollo importantes que luego pueden tomar las industrias locales y así hacer crecer la economía y el trabajo calificado".

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