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Usan pelos de vacas argentinas para crear baterías más sustentables
03/10/2023 | 08:51 | Investigadores de la UNC recuperaron este residuo para desarrollar pilas de litio-azufre de próxima generación. El trabajo fue realizado con el apoyo YPF-Tecnologías (Y-TEC).
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Victoria Bracamonte, Guillermina Luque y Andrea Calderón recibieron una bolsa de pelos de vaca con "un olor a pis que espantaba". Pero ellas y el resto del grupo del Laboratorio de Energías Sustentables (Laes) de la Universidad Nacional de Córdoba pensaron que podía ser una materia prima prometedora para crear baterías de litio de próxima generación.
El resultado en la mesada del laboratorio fue un éxito y Y-TEC, la empresa de YPF y Conicet, patentó el desarrollo en EE.UU. "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, doctora en Química, investigadora del Conicet y profesora de la Facultad de Ciencias Químicas de la UNC.
En tanto, Ezequiel Leiva, integrante del Laes e investigador de Conicet y de la UNC, agregó: “Se trata de baterías que podrían llegar a estar en el mercado recién dentro 10 años. El desarrollo y la prueba a escala industrial va a llevar tiempo. Tampoco reemplazarán a las baterías actuales. Es probable que convivan".
Las baterías son necesarias para el boom de los vehículos eléctricos que se asoman. Así, se busca transformar el sector de transporte, uno de los principales emisores de gases de efecto invernadero. El objetivo es acelerar la transición energética y reducir el impacto del cambio climático.
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Cómo funciona una batería de litio
Las baterías actuales tienen un ánodo de grafito y un cátodo de cobalto y níquel. Estos últimos son elementos escasos, caros y contaminantes. Cuando se carga, los iones de litio pasan al ánodo. Así se almacena la energía.
Para lograr baterías más eficientes se deben resolver varias limitaciones de este proceso, 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.
Utilizar el azufre como cátodo podría mejorar estas cualidades, y ser un elemento más abundante, menos contaminante y menos costoso. Es decir se obtendría una batería más sustentable. Pero este azufre necesita un “esqueleto” en donde adherirse para formar el cátodo. Aquí es donde viene el pelo de vaca.
Una de las sustancias que se está estudiando para crear estos esqueletos son los biocarbones, esto es, carbonos obtenidos a partir de la “cocción” de residuos orgánicos. Esta cualidad puede mejorar la velocidad de carga, la densidad de energía y dar mayor estabilidad en los ciclos de carga.
Daniel Barraco, investigador de Conicet, integrante del Laes y secretario de Ciencia y Tecnología de la UNC, señaló a Cadena 3 que este desarrollo no fue una serendipia, un descubrimiento casual, sino que se viene colaborando con Y-TEC en el desarrollo de biocarbones desde 2017.
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Del pelo de vaca a la batería
El equipo del Laes utiliza el pelo de vaca para obtener biocarbón, pero antes, el insumo se sometió a procesos más domésticos.
"El primer desafío fue lavar el pelo para sacarle la orina. Decidí traerlo a casa y lavarlo en el lavarropas en una bolsita. Luego volver a lavarlo para sacar el remanente de jabón", contó Bracamonte.
Los pelos limpios se "cocinaron" dos veces hasta alcanzar 500 grados y, luego 900 grados. Luego se le agregó el azufre. Toda esta "receta" es la que está siendo patentada por Y-TEC.
Con este cátodo y un ánodo de litio puro se armó una pequeña batería como la de una pila de reloj. Logró un gran rendimiento electroquímico. Ocurre que durante la carga de una batería de litio-azufre se producen reacciones químicas que generan sustancias que van desgastando la capacidad.
No obstante, en las pruebas con biocarbón de pelo de vaca no se observaron estos problemas, al menos luego de 100 ciclos de carga-descarga. "La estructura inicial del pelo puede tener un impacto sobre la morfología final del biocarbón y ser la responsable de esta mejora", agregó.
Leiva asegura que estas baterías brindarán más autonomía a los vehículos eléctricos. "Una batería de litio actual de 200 kilos permite que un auto recorra entre 160 a 200 kilómetros. Las baterías de litio-azufre permitirán autonomías de hasta 400 kilómetros", explica.
Las curtiembres son una importante industria que utiliza mano de obra y materia prima nacionales. Pero produce gran cantidad de residuos sólidos y el pelo de vaca es el principal.
De la investigación también participaron Guillermina Luque, Andrea Calderón, Fernando Cometto, Sofia Raviolo, Melina Cozzarin.
Informe de Lucía González.