BATERÍAS ECOLLÓXICAS CON MATERIAL ORGÁNICO

Javier Carretero González, investigador do Instituto de Ciencia e Tecnología de Polímeros do CSIC / J. C.

A loita polas enerxías limpas ten dúas frontes fundamentais: a xeración e o almacenamento. Na primeira avanzouse moito na utilización de fontes renovables de forma cada vez máis eficiente. A segunda, con todo, hase estancado na utilización de materiais como o litio ou o cobalto, que supoñen unha dependencia de materiais escasos xeolocalizados e cuxa extracción e procesamento causa numerosos problemas ambientais. Nesta segunda fronte, un equipo do Imperial College, a Universidade de Cambridge, no Reino Unido, e o Consello Superior de Investigacións Científicas (CSIC), en España, deu un paso fundamental ao descubrir cando e por que os compoñentes orgánicos, que poden ter a mesma ou máis capacidade de almacenamento de enerxía e son máis abundantes, baratos e limpos, deixan de funcionar ou ser eficientes na batería orgánica. É un paso crítico para o desenvolvemento de pilas sostibles.

A investigación internacional, publicada en Nature e na que participou Javier Carretero González, investigador do Instituto de Ciencia e Tecnoloxía de Polímeros do CSIC en Madrid, analizou o comportamento de derivados da quinona, unha molécula biolóxica presente na lignina (o polímero orgánico aromático máis abundante no mundo vexetal) mediante a aplicación de dous novos métodos de resonancia magnética nuclear (RMN).

Nas baterías utilizadas durante a investigación elaborouse un circuíto en forma de  bypass para facer fluír as substancias orgánicas recargables desde a cela ao interior do equipo de resonancia magnética nuclear, onde se levou a cabo o estudo in situ, é dicir durante o funcionamento da mesma. A enerxía almacénase e libera polo proceso denominado redox (redución e  oxidación) e a RMN permitiu facer un seguimento de núcleos químicos como os protóns e ver como se comportan. “É un paso fundamental para coñecer que ocorre, como funciona a batería a nivel molecular, por que e como se descarga ou perde capacidade e para evitar estas deficiencias”, afirma o investigador español que sinala que a fabricación de pilas con materiais económicos e sostibles é xa posible.

“A partir desta base, xa só é cuestión de xogar coa química para aumentar a densidade de enerxía almacenada por unidade de volume ou para desenvolvelas sen necesidade de utilizar disolventes inflamables, recorrendo ao control da viscosidade dos materiais recargables ou mesmo ao emprego de sales electroquímicamente activas que se presentan en estado liquido a temperatura ambiente. Calquera país é capaz de desenvolver baterías a partir de elementos dos que dispoñen, fronte á dependencia dos actuais produtos que, como o  vanadio, teñen un mercado dominado por países como China e cuxo prezo chegou a multiplicarse por 10 nun ano”, afirma o investigador español do grupo internacional.

O desenvolvemento de sistemas máis compactos para o seu uso en pequenos dispositivos ou en vehículos pode tardar un pouco máis, pero este descubrimento podería permitir nestes momentos desenvolver sistemas de almacenamento masivo de enerxía xerada por fontes renovables, unha das limitacións fundamentais do sistema actual.

Se as baterías son o tren que as sociedades actuais non poden deixar de tomar para lograr a tan necesaria transición enerxética, a fabricación das mesmas mediante a aplicación de roteiros sostibles e amigables co medio ambiente e o emprego de materiais abundantes, renovables, biodegradables, seguros e de baixo custo é unha oportunidade única para asegurar o benestar presente e o futuro ás xeracións vindeiras. De feito, nos últimos anos conseguíronse descubrimentos que poden abrir novas alternativas na química das baterías sostibles.

En España, segundo explica Carretero, alcanzáronse resultados a partir da transformación dos ósos de oliva en materiais de eléctrodo para a súa aplicación en sistemas de almacenamento en aplicacións de carga e descarga rápida, un subproducto propio e abundante na península Ibérica que demostra que os avances na utilización da biomasa son unha realidade.

Na mesma liña da investigación na que participou este investigador do CSIC, científicos da Universidade de York publicaron en  Batteries &  Supercaps avances na creación dunha nova molécula orgánica a base de carbono que pode substituír o  cobalto que agora se usa en cátodos ou eléctrodos positivos en baterías de ións de  litio. O novo material aborda as deficiencias do material inorgánico mentres mantén o rendemento.

FONTE: Raúl Limón/elpaís.com