Baterías más sostenibles valorizando cáscaras de cangrejo

Investigadores han desarrollado un electrolito sostenible a partir del quitosano presente en el exoesqueleto de los crustáceos para baterías de zinc-metal de alto rendimiento.

La aceleración de la demanda de energías renovables y vehículos eléctricos está provocando también una gran demanda de las baterías que almacenan la energía generada y alimentan los motores. Pero las baterías que están detrás de estas soluciones de sostenibilidad no siempre son sostenibles. Ahora, científicos han creado una batería de zinc con un electrolito biodegradable procedente de una fuente inesperada: las cáscaras de cangrejo. Los resultados de este trabajo se han publicado en la revista Matter.

«Se producen y consumen cantidades ingentes de baterías, lo que plantea la posibilidad de que surjan problemas medioambientales», afirma la autora principal, Liangbing Hu, directora del Centro de Innovación de Materiales de la Universidad de Maryland, en EE.UU. «Por ejemplo, los separadores de polipropileno y policarbonato, muy utilizados en las baterías de iones de litio, tardan cientos o miles de años en degradarse y aumentan la carga medioambiental», asegura.

Las baterías utilizan un electrolito para transportar iones entre los terminales cargados positiva y negativamente. El 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 procedente de fuentes eólicas y solares a gran escala, utiliza un electrolito en gel hecho de un material biológico llamado quitosano.

«El quitosano es un producto derivado de la quitina. La quitina tiene muchas fuentes, como las paredes celulares de los hongos, los exoesqueletos de los crustáceos y las plumas de los calamares», dice Hu. «La fuente más abundante de quitosano son los exoesqueletos de los crustáceos, incluidos los cangrejos, las gambas y las langostas, que pueden obtenerse fácilmente de los desechos del marisco».

Un electrolito biodegradable significa que unos dos tercios de la pila podrían ser descompuestos por microbios: este electrolito de quitosano se descompone por completo en cinco meses. De este modo, queda el componente metálico, en este caso el zinc, en lugar del plomo o el litio, que podría reciclarse.

«El zinc es más abundante en la corteza terrestre que el litio», explica Hu. «En general, las baterías de zinc bien desarrolladas son más baratas y seguras». Esta pila de zinc y quitosano tiene una eficiencia energética del 99,7% tras 1.000 ciclos de batería, lo que la convierte en una opción viable para almacenar la energía generada por el viento y la energía solar para transferirla a las redes eléctricas.

Hu y su equipo esperan seguir trabajando para que las baterías sean aún más respetuosas con el medio ambiente, incluido el proceso de fabricación. «En el futuro, espero que todos los componentes de las baterías sean biodegradables», dice Hu. «No sólo el material en sí, sino también el proceso de fabricación de los biomateriales».