Aumenta el interés por la energía sostenible y los vehículos eléctricos son una buena opción, sin embargo, aún tienen problemas sin resolver. Este es el caso de las baterías de energía.

Su gestión ambiental al acabar su uso es un gran problema, aún sin resolver debido a que es una tecnología reciente y aún hay pocos desechos debidos al acabar su vida útil. Pero la inquietud existe y unos investigadores han decidido buscar soluciones. Científicos de la Universidad de Maryland están desarrollando una batería de zinc con un electrolito biodegradable de una fuente imprevista: conchas de cangrejo.

«Se están entregando y consumiendo inmensas cantidades de baterías, lo que aumenta la posibilidad de problemas naturales», dice el creador principal Liangbing Hu, científico del Centro de Innovación de Materiales de la Universidad de Maryland. «Por ejemplo, los separadores de polipropileno y policarbonato, que se utilizan ampliamente en las baterías de partículas de litio, requieren cientos de años para degradarse».

Las baterías utilizan un electrolito para transportar partículas de entre terminales cargados con carga positiva y negativa. Un electrolito puede ser un líquido, una pasta o un gel, y muchas baterías utilizan productos químicos inflamables o corrosivos para esta función. Esta nueva batería, que podría almacenar energía de fuentes renovables, utiliza un electrolito de gel producido utilizando un material natural llamado quitosano.

Un electrolito biodegradable realmente pretende que alrededor del 66% de la batería pueda ser separada por organismos. Este electrolito de quitosano se degrado totalmente en cinco meses. Esto deja atrás el componente metálico, en este caso zinc, en lugar de plomo o litio, que podría reciclarse.

El electrolito de la batería sostenible

El zinc es más abundante en la capa exterior de la tierra que el litio. Las baterías de zinc avanzadas, por regla general, son menos costosas y más seguras. Esta batería de zinc y quitosano tiene una efectividad energética del 99,7% después de 1000 ciclos de batería. Por lo tanto, estamos ante una solución razonable para guardar la energía creada por el viento y la luz solar basada en el movimiento para controlar las matrices.

«El quitosano es un resultado subsidiario de la quitina. La quitina tiene una gran cantidad de fuentes, incluidas las paredes celulares de los crecimientos, los exoesqueletos de los carroñeros y los corrales de calamares», dice Hu. «La fuente más abundante del quitosano son los exoesqueletos de mariscos, incluidos cangrejos, camarones y langostas, que se pueden adquirir fácilmente a partir del desperdicio de pescado. Puedes pensar que está sobre tu mesa».

Hu y su grupo desean seguir trabajando para hacer que las baterías sean mucho más inofensivas para el ecosistema, incluido el sistema de ensamblaje. «Más adelante, confío en que todas las piezas de las baterías sean biodegradables», dice Hu. «El material real, así como la interacción de creación de biomateriales».

La batería de ión-litio recargable es menos sostenible

Las baterías de iones de litio se utilizan hoy en día en todo tipo de dispositivos, desde
teléfonos móviles a ordenadores, y  también han permitido el desarrollo del coche eléctrico y el almacenamiento de energía procedente de fuentes renovables, como la energía solar y eólica.

Como muchas otras cosas, las bases de la batería de ión-litio se sentaron durante la crisis del petróleo de la década de 1970. El científico Stanley Whittingham (nacido en 1941), que en la actualidad trabaja en la Universidad Estatal de Nueva York, comenzó a trabajar en el desarrollo de métodos que pudieran conducir a tecnologías energéticas libres de combustibles fósiles.

Ello le condujo a investigar los superconductores y a descubrir un material extremadamente rico en energía, que utilizó para crear una batería de gran potencial (poco más de 2 voltios) con un cátodo de disulfuro de titanio y un ánodo de litio metálico.

Sin embargo, el litio metálico es reactivo y la batería era demasiado explosiva como para ser viable.

La batería de litio fue merecedora del Premio Nobel de Química 2019

Las baterías de iones de litio han revolucionado nuestras vidas desde que llegaron al mercado en 1991 Han sentado las bases de una sociedad inalámbrica, libre de combustibles fósiles, y son de gran beneficio para la humanidad. Por ese motivo, el jurado decidio conceder el premio nobel de Química en el año 2019 a sus creadores.

El descubrimiento ganador del famoso premio fue una batería ligera y resistente que podía cargarse cientos de veces antes de que su rendimiento se redujera. La ventaja de las baterías de iones de litio es que no se basan en reacciones químicas que descomponen los electrodos, sino en iones de litio que fluyen de un lado a otro entre el ánodo y el cátodo.

Esto no significa que estas baterías sean inocuas, tienen un impacto en el entorno, pero aportaron ventajas medioambientales respecto a lo que existia antes. Tal vez, el nuevo descubrimiento sea merecedor de otro premio Nobel.