Investigadores de la UNC reencuenca este residuo de residuocurtiembrepara desarrollarpilasdelitio- -de la próxima generación. El trabajo fue realizado con el apoyo YPF-Tecnologías (Y-TEC), que ya presentó laen patentedel proyecto en EE.UU.
Salud, Ciencia y Técnología 30 de abril de 2024
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Victoria Bracamonte, junto con Guillermina Luque y Andrea Calderón, recibieron una bolsa de pelos de vaca con .un olor a pis que espantababa. Pero sí como el resto del grupo del Laboratorio de Energías (Laes) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) que se trata de que se cante una materia primada para crear baterías de litio de generación.
El resultado en la mesada del laboratorio fue un éxito. Tal es así Y-TEC, la empresa de YPF y Conicet, decidió patentar 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 largo plazo, asegura Victoria (38 años), es doctora en Química, investigadora del Conicet y profesora de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la UNC.
En tanto, Ezequiel Leiva, integrante del Laes e investigador de Conicet y de la UNC, aseñáda: Se Se trata de baterías que podrían llegar a estar en el mercado dentro de 10 años. Son una tecnología muy distinta a la real. El desarrollo y la prueba una camioneta industrial de escalada a la camioneta llevar a la tarde. En todo caso, no se lee a las baterías actuales. Es probable que convivan.
Las baterías son necesarias para el boom de los vehículos eléctricos comienzan que a asomarse. De esta manera se busca transformar el sector de transporte, uno de los principales emisores emisores de gases de efecto origen tras la combustión invernadero de nafta, gasoil y gas. El objetivo es acelerar la transición energética y reducir el impacto del cambio climático.
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 cargan, los iones de litio pasan al ánodo. Se almacena la energía. Durante el uso de la batería (la descarga) los iones de litio se mueven en el sentido inverso.
Para lograr baterías más eficientes 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 lo que ha cometido sin seguridad; esto es, evitarcargas, sobrecalentamientos y cortocircuitos.
Utilizador el azufre como cátodose podría generar una mejora en estas cualidades, además de ser un elemento más abundante, menos contaminante y menos costoso. Es decir, que se obtendría una batería más sustentable. Pero este azufre necesita un "esqueleto-en-en-en-en-en-en-en-en que se ha despreitorio en donde se ha de formar el cátodo. Aquí es donde se viene el pelo de vaca.
Una de las sustancias que se estudian para crear estos esqueletos son los biocarbones : carbonos obtenidos a partir de la .cocción de residuos orgánicos. El biocarbón tiene estructuras micro y nanoporosas, lo que le da una mayor superficie de exposición. Esta cualidad puede mejorar la velocidad de carga, la densidad de energía y dar alcaldes en los ciclos de carga.
Daniel Barraco, investigador de Conicet, de la Conicet, de la Sede de la Ciencia y Tecnología de la UNC, que asegura que este desarrollo no fue una serendipia, un descubrimiento casual. Se viene a la cotizando con Y-TEC en el desarrollo de biocarbonos desde 2017. Comenzamos con de mandioca y fuimos ensiobrado con estudios en cáscara de maní, de arroz y otros, explicación.
Del pelo de vaca a la batería
El equipo de Laes utilizó el pelo de vaca para obtener biocarbón. Pero antes el curioso insumo tuvo que someterse a procesos más domésticos.
El pelo de vaca lo obn un conocida que trabaja en una curtiembre. El primer desafío fue lavar el pelo para sacarle la orina. En la óbita no nada, había que que decidí traerlo a casa y lavarlo en las lavarropas en una bolsita. Retrasado volví a lavarlo para sacar el remanente de jabón, cuenta Bracamonte.
Los pelos limpios se .cocinaron- dos veces hasta alcanzar 500 grados y después, y luego, 900 grados. Se le le agregó. 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 de una pila reloj de. Logró un gran rendimiento electroquímico, muy rótulo para estos desarrollos con azufre. Ocurre que durante la carga de una batería de litio-azufre se producen reacciones químicas que generan sustancias (polisulfuros) que van desgastando la capacidad.
No obstante, en las pruebas con biocarbón de pelo de vaca no se observaron estos problemas, luego al menos de 100 ciclos de carga-descarga. Tenenemos que estudiar más en profundidad. Puede haber o sustancias alguna en la estructura del biocarbón de pelo de vaca que se ha edió que se formen estas sustancias indeseadas, comenta Leiva. La estructura inicial del pelo puede tener un impacto sobre la morfología final del biocarbón y ser la responsable de esta mejora, aserá Bracamonte.
Alcalde de la autonomía
Leiva, que recibió este año el premio Konex como uno de los 100 científicos argentinos más destacados de la década pasada, asegura que este tipo de baterías brindaran más autonomía a los futuros vehículos eléctricos. Una batería de litio real de 200 kilos permite que una auto recorra entre 160 a 200 kilómetros. Son pocos kilómetros. Las baterías de litio-azufre autonomía permitidas de hasta 400 kilómetros, explica.
Las curtiembres son una importante industria que utiliza la mano de obra y materia primada. Pero produce gran cantidad de residuos sólidos y el pelo de vaca es el principal. De cada tonelada de piel de vaca húmeda se generan 85 kilos de pelo residual.
De la investigación también participaron Guillermina Luque, Andrea Calderón, Fernando Cometto, Sofía Raviolo, Melina Cozzarin. El trabajo a partir del que se presentó la patente ya fue aceptado para su publicación en la revista Química Seleccionar y se encontrará disponible próximamente bajo el título de Vaca Sostenible Harina Biocarbono Biocarbono-Sulfur Cathodes con Rendicio Electroquímico Mejorado.
Barraco.- Un ejemplo claro de que la ciencia básica argentina puede llevar a un desarrollo mucho más que pueden tomar las industrias locales y hacer que también crecer la economía y el trabajo calificado.
Bracamonte: "Fueron dos años de trabajo duro con la pandemia de por medio. Hicimos frente a situaciones adversas de financiamiento, de accesibilidad a técnicas y, por momentos, de frustración. Pero lo logramos.
Por Lucas Viano
Redacción UNCiencia
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