Redacción Mx Político.- Investigadores de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología “MISIS” (NUST MISIS), junto con colegas de Estados Unidos y México, han desarrollado una nueva tecnología para producir baterías rentables a partir de desechos médicos.

Los autores de la investigación afirman que su tecnología podría convertir residuos difíciles de reciclar en materias primas, según un estudio publicado en el Journal of Energy Storage.

Los investigadores dicen que durante la pandemia de coronavirus, las personas en el planeta comenzaron a usar más de 130 mil millones de máscaras cada mes, que se convierten en cientos de toneladas de desechos de polímeros. Al quemarse emite gases tóxicos, por lo que la tarea de reciclar estos residuos es especialmente urgente.

Los científicos de NUST MISIS, junto con sus colegas extranjeros, han desarrollado una nueva tecnología para producir baterías rentables a partir de máscaras usadas, donde los blísteres de medicamentos de desecho también se usan como caparazón. Así, los desechos médicos constituyen la base para la creación de baterías; todo lo que hay que conseguir es grafeno.

La nueva tecnología permite la producción de baterías delgadas, flexibles y de bajo costo que también son desechables, debido a su bajo costo. Son superiores en varios aspectos a las baterías convencionales recubiertas de metal más pesadas, que requieren mayores costos de fabricación. Las nuevas baterías se pueden utilizar en electrodomésticos, desde relojes hasta lámparas.

“Para crear una batería del tipo de supercondensador, se usa el siguiente algoritmo: primero las máscaras se desinfectan con ultrasonido, luego se sumergen en ‘tinta’ hecha de grafeno, que satura la máscara. Luego, el material se presiona bajo presión y se calienta a 140 grados centígrados (las baterías de supercapacitores convencionales requieren temperaturas muy altas para la pirólisis-carbonatación, hasta 1000-1300 grados centígrados, mientras que la nueva tecnología reduce el consumo de energía en un factor de 10). Un separador (también hecho de material de máscara) con propiedades aislantes es luego se coloca entre los dos electrodos hechos del nuevo material. Se satura con un electrolito especial, y luego se crea una cubierta protectora a partir del material de los blísteres médicos (como el paracetamol)”, dijo el profesor Anvar Zakhidov, director científico de la proyecto de infraestructura “Dispositivos Fotovoltaicos Flexibles de Alto Rendimiento Basados ​​en Perovskitas Híbridas” en NUST MISIS.

En comparación con los acumuladores tradicionales, las nuevas baterías tienen una alta densidad de energía almacenada y capacidad eléctrica. Anteriormente, las baterías de pellets creadas con una tecnología similar tenían una capacidad de 10 vatios-hora por 1 kg, pero los científicos de NUST MISIS y sus colegas extranjeros lograron alcanzar los 98 vatios-hora/kg.

Cuando los científicos decidieron añadir nanopartículas de perovskita inorgánica de tipo óxido de CaCo a los electrodos obtenidos de las máscaras, la capacidad energética de las baterías aumentó aún más (208 vatios-hora/kg). Han logrado una alta capacidad eléctrica de 1706 faradios por gramo (Esto es significativamente mayor en comparación con la capacidad de los mejores electrodos carbonizados sin la adición de grafeno (1000 faradios por gramo).

Los científicos han intentado antes utilizar varios materiales naturales porosos y productos de desecho para fabricar electrodos para supercondensadores. Estos incluyeron cáscaras de coco, cáscaras de arroz y, recientemente, incluso desechos de periódicos, desechos de llantas de automóviles y otros. Sin embargo, trabajar con estos materiales siempre requería un recocido (carbonización) a alta temperatura en hornos especiales. Las máscaras resultaron ser un material más fácil y económico de procesar, ya que la saturación de grafeno es suficiente para darles propiedades únicas.

En el futuro, el equipo científico planea aplicar la nueva tecnología para la producción de baterías para automóviles eléctricos, estaciones de energía solar y otras aplicaciones.

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