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| 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 residuos médicos. Crédito: Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología "MISIS" |
La pandemia de COVID-19 ha afectado a todos los aspectos de la vida humana y de la economía mundial. El brote no sólo ha tenido un impacto positivo en el medio ambiente mundial -por ejemplo, en muchas ciudades el aire se ha vuelto más limpio durante el periodo de cuarentena estricta- sino que también ha tenido algunas consecuencias negativas. El aumento de los residuos médicos, el uso y la eliminación desordenada de los equipos de protección personal (EPP), los desinfectantes, las mascarillas y los guantes, y la carga de residuos sin tratar ponen en peligro continuamente el medio ambiente.
Para superar esta situación, los investigadores están buscando formas de reciclar las mascarillas médicas para convertirlas en cosas útiles, como ladrillos ecológicos y material para carreteras. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología "MISIS", junto con colegas de Estados Unidos y México, ha desarrollado una nueva tecnología para producir baterías rentables, flexibles y eficientes a partir de residuos médicos. Los investigadores afirman que su tecnología podría convertir residuos difíciles de reciclar en materias primas.
La nueva tecnología permite producir baterías delgadas y de bajo coste que, además, son desechables. Según los investigadores, son superiores en varios aspectos a las baterías convencionales, más pesadas y recubiertas de metal, que requieren más costes de fabricación. Las nuevas pilas pueden utilizarse en aparatos domésticos, desde relojes hasta lámparas.
Para crear la batería del tipo supercondensador, el equipo desinfectó primero las máscaras con ultrasonidos y luego las sumergió en "tinta" de grafeno, que saturó la máscara. A continuación, el material se presiona bajo presión y se calienta a 140 °C para formar gránulos que funcionen como electrodos de la batería. A continuación, se coloca un separador (también de material de máscara) con propiedades aislantes entre los dos electrodos del nuevo material. Se satura con un electrolito especial y, por último, se cubre con una cáscara protectora creada a partir de diferentes tipos de residuos médicos: blísteres de medicamentos. Así, los residuos médicos constituyen la base para crear baterías; lo único que hay que conseguir es grafeno.
Los investigadores afirman que las nuevas baterías tienen una alta densidad de energía almacenada y capacidad eléctrica en comparación con los acumuladores tradicionales. Han conseguido alcanzar 98 vatios-hora/kg.
Los investigadores mejoraron la batería añadiendo nanopartículas de una perovskita de óxido de calcio y cobalto a los electrodos obtenidos de las máscaras. Esto aumentó aún más la capacidad energética de la batería hasta 208 vatios-hora/kg. También presentó una moderada retención de la capacidad del 82,1% tras 1500 ciclos de carga/descarga y largos tiempos de descarga de al menos 10 horas (a una tensión de salida máxima de 0,54 V).
En el futuro, el equipo científico planea aplicar la nueva tecnología para la producción de baterías para coches eléctricos, estaciones de energía solar y otras aplicaciones.
Fuentes, créditos y referencias:
R. Mendoza et al, Highly efficient textile supercapacitors made with face masks waste and thermoelectric Ca3Co4O9-δ oxide, Journal of Energy Storage (2021). DOI: 10.1016/j.est.2021.103818
Fuente: Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología "MISIS", Interesting Engineering