Un proyecto de la Universidad Nacional de Córdoba
utiliza el residuo orgánico de curtiembres para desarrollar un prototipo de
baterías de litio-azufre.
Los científicos del Laboratorio de
Energías Sustentables (LaES) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) llevan
ocho años trabajando con residuos orgánicos como malta, cáscara de maní o de
arroz para producir biocarbones. Ahora, el equipo de 30 personas, entre los que
están los investigadores Victoria Bracamonte, Guillermina Luque, Andrea
Calderón, Daniel Barraco y Ezequiel Leiva, quiere convertir una materia prima
abundante en un país ganadero como Argentina, el pelo de vaca, en la energía
del futuro a través de la creación de baterías de litio-azufre de
próxima generación.
Antes
de la pandemia, los científicos se lanzaron a experimentar con el pelo de vaca
y descubrieron que podía ser una materia prima prometedora. “Recibimos el pelo
de una curtiembre con olor a pis de vaca, Vicky [Bracamonte] hizo el primer
lavado del pelo en el lavarropas de su casa, después lo secó en el horno de su
cocina. Le hicimos otro lavado con alcohol isopropílico en el laboratorio y
empezamos con el proceso para obtener el biocarbón”, detalla Guillermina Luque,
en relación a los comienzos.
Las
baterías de litio-azufre son la promesa de la transición energética, en el
camino a mitigar el cambio climático, en especial en el mercado automotor ya
que los vehículos a combustión son grandes emisores de gases de efecto
invernadero. Pero aunque se están haciendo ensayos con ellas en laboratorios de
todo el mundo, aún no se comercializan.
“Esta
sería una nueva generación de baterías que hoy todavía no está en el mercado.
El pelo de vaca es un material que nadie había usado con ese fin hasta este
momento”, explica Ezequiel Leiva, que este año recibió el premio Konex como uno
de los 100 científicos argentinos más destacados en la última década.
El
trabajo es financiado por YPF Tecnología (Y-Tec), la empresa de
investigación y desarrollo para la industria energética más importante de
Argentina, y el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y
Técnicas (Conicet), con el apoyo de otras instituciones del Estado.
Leiva
cree que el desarrollo a escala industrial demandará unos diez años y que las
de litio-azufre convivirán con las actuales de ion litio para el abastecimiento
de la industria automotriz frente al boom de los coches
eléctricos. Según un análisis de PwC and Strategy&, los vehículos
eléctricos de batería (BEV) representaron el 14,3% de
las nuevas matriculaciones de coches en 14 grandes mercados en 2022, frente a
sólo el 4,1% de 2020 y el 8,2% de 2021.
Además, se
prevé que en 2026 el precio de los vehículos eléctricos sea igual al de los de
combustión en los países más desarrollados, indica un informe de Statista. Es decir que se prevé un gran incremento en la
demanda de baterías. En Noruega, el 60% de los vehículos vendidos en 2021 eran
eléctricos. En China, en 2022 se matricularon seis millones. “En esta década y
la próxima habrá una revolución en cuanto a esta tecnología”, asegura Leiva.
El valor de un
desecho
El desarrollo argentino, patentado en Estados
Unidos y publicado en la revista Chemistry Select, tiene
al menos dos aristas destacadas, según los científicos del LaES y de expertos
independientes.
Por una parte, se valora la apuesta a la
economía circular. La novedad es la materia prima, un desecho industrial que
este país ganadero produce en grandes cantidades. El pelo vacuno es el
principal residuo sólido de las curtiembres, que se tira o se usa para relleno
de suelos. Se estima que por
cada tonelada de piel de vaca húmeda se generan 85 kilos de pelo residual que
rinden ocho kilos de carbón. En el año 2020 se
produjeron 77.000 toneladas de cuero de vaca, que podría producir
616.000 kilos de material de carbono para el cátodo. “Es interesante darle un
valor agregado a algo que no sirve para nada y que pueda serutilizado en una batería para almacenar
energía”, piensa Luque.
Por
otra parte, el biocarbón que se obtiene del pelo de vaca presenta una reducción
de las reacciones químicas que generan polisulfuros que desgastan la capacidad
de las baterías. La estructura que se logra después de procesar este residuo
orgánico evitaría que se formen esas sustancias no deseadas. “Una de las
bondades del pelo de vaca es que es capaz de retener los polisulfuros, esas
especies solubles de azufre, que evita la pérdida de material de esa batería”,
detalla Leiva.
La
comunidad científica independiente también considera que este desarrollo tiene
un enorme potencial. Arnaldo Visintin, profesor de la Universidad Nacional de
La Plata (UNLP) e investigador superior del Conicet, dice que es “una
contribuciónmuy importante”. Opina, además, que este trabajo de laboratorio
podría desarrollarse en un tiempo no muy lejano en UniLiB, la primera fábrica piloto argentina de
celdas nacionales para baterías de ion litio —un emprendimiento conjunto entre
Y-Tec y la UNLP— en la localidad bonaerense de Berisso.
“Creo
que en menos de diez años podrá llevarse adelante un prototipo de
litio-azufre”, asegura Visintin. “La de litio-azufre es la batería del futuro,
pero aún tiene algunos problemas que este método ideado en Córdoba mejora
mucho, ya que llega hasta cien ciclos de carga y descarga y a mil ciclos con
50% de descarga; muy buena capacidad. Eso es nuevo, es una contribución
importante”, plantea el investigador.
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