Usando el principal residuo de las curtiembres y reemplazando un derivado del petróleo por un carbono producto de la biomasa, un grupo del Laboratorio de Energías Sustentables (LAES) de la Universidad Nacional de Córdoba desarrolló pilas de litio-azufre de próxima generación, con apoyo de YPF Tecnologías (Y-TEC), que ya presentó la patente en Estados Unidos. "Lo ideal sería poder aplicarlo en transporte masivo", aseguran.
“La idea surge porque veníamos trabajando en colaboración con Y-TEC buscando distintos materiales que pudieran servir como biomasa, como fuente, para la producción de biocarbones. Teníamos una conocida que trabajaba en una curtiembre y nos dijo ‘¿por qué no prueban con el pelo de vaca?‘ Nos mandó desde la curtiembre una bolsa de pelo”, cuenta Victoria Bracamonte, doctora en Química, investigadora del Conicet y profesora de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la UNC.
“Ya teníamos experiencia en la producción de biocarbones –carbonos generados a partir de residuos orgánicos– y el pelo tiene químicamente todos los componentes necesarios para producir un biocarbón. Teniendo además una ventaja: que dentro de esos componentes tiene nitrógeno, que para el fin exclusivo de las baterías le sumaba un valor agregado”, detalla la especialista en diálogo con Tiempo.
A corto plazo, siguen más y más investigaciones para mejorar el proceso. A largo plazo, las baterías de litio-azufre con pelos de vaca permiten pensar en usar baterías más sustentables para el transporte masivo y contribuir a una transición energética más amigable con el planeta.
La agencia UNCiencia, de la UNC, reconstruyó la “receta” para la elaboración de una batería que aprovecha el pelo de vaca. “La bolsa que recibimos de la curtiembre tenía muchísimo olor a pis”, recuerda Bracamonte sobre el primer encuentro con esta materia prima. Sin bibliografía específica sobre cómo limpiarlos, los puso en una bolsa en el lavarropas. Con un segundo lavado se quitaron los restos de jabón. Luego, los pelos pasaron por un doble proceso de cocción –a 500 y 900 grados- para finalmente agregar el azufre. Este es el procedimiento que está siendo patentado por Y-TEC.
Las baterías que se usan hoy tienen un ánodo de grafito y un cátodo de cobalto y níquel, elementos escasos, caros y contaminantes. Su reemplazo por azufre permite generar una batería más sustentable, además de ser menos contaminante y más barato. Pero este elemento requiere algo que le sirva de esqueleto para formar el cátodo: es la función que las y los científicos le dieron al pelo de vaca.
“Las ya conocidas son baterías ion litio, mientras que estas son de litio-azufre. El azufre es más barato, menos contaminante en general, también puede ser un subproducto de la industria del petróleo, con lo cual se le daría uso a eso. En el caso particular del desarrollo que nosotros presentamos estamos utilizando un residuo: los pelos luego del depilado de los cueros, que representan el 85% de los residuos generados en la industria peletera”, remarca la química.
“Estamos dándole un valor agregado a eso y reemplazando además el grafito, derivado del petróleo. Estamos cambiando algo derivado del petróleo por un carbono producto de la biomasa”, destaca.
Los pelos de vaca, insignia argentina, dieron resultado y fueron noticia. Pero el equipo trabajó y trabaja también con otros materiales que son residuos agroindustriales, “tratando de darles un valor agregado y que puedan ser utilizados para el mismo fin de manera análoga a lo que hicimos con el residuo de la curtiembre”. Por caso, hubo desarrollos con residuo de la malta de la producción de la cerveza para la síntesis de un biocarbono, así como trabajos con cáscara de arroz y de maní.
“Las baterías de ion litio, que son las que usamos hoy, son muy pesadas. Las de litio azufre tienen la característica de ser más livianas, por lo tanto podrían usarse en industria aeronáutica. Al mismo tiempo, la capacidad por ejemplo en el kilometraje que puede hacer un auto es mayor. Que rinda mayor cantidad de kilómetros hace que se pueda pensar en otro tipo de fines como marítimo y trenes”, plantea Bracamonte.
Y va más allá: “Lo ideal sería poder aplicarlo en transporte masivo, para minimizar el impacto de la cantidad de autos en la sociedad. Tratar de disminuir la cantidad de autos pudiendo aplicar las baterías a transporte masivo”.
El avance de este tipo de baterías ya es un hecho, en pleno despegue de los vehículos eléctricos. “A nivel europeo hay empresas que están empezando a comercializar este tipo de baterías y si uno ve el mapa global, hay proyectos muy concretos de aplicación de las baterías de litio y azufre en proyectos encabezados por Estados Unidos y en Europa, donde como en peso son más livianas se piensa sobre todo en la industria aeronáutica”.
“Se trata de baterías que podrían llegar a estar en el mercado recién dentro de 10 años. Son una tecnología muy distinta a la actual. El desarrollo y la prueba a escala industrial van a llevar tiempo. En todo caso, tampoco reemplazarán a las baterías actuales. Es probable que convivan”, dijo a UNCiencia Ezequiel Leiva, integrante del LAES e investigador de Conicet y de la UNC.
Mientras se proyectan esos usos a más largo plazo, en lo inmediato el equipo del LAES –compuesto en su mayoría por científicas mujeres- apunta a resolver otro de los factores problemáticos de estas baterías: su alta reactividad.
“Hay mucho que explorar. En el caso particular de las baterías de litio-azufre, que vendría a ser la continuación de nuestro proyecto, se usa un cátodo que tiene carbono y azufre que vendría a ser uno de los inconvenientes que resolvimos esta vez. Ahora hay toda otra etapa que está relacionada con el litio que se utiliza como ánodo de estas baterías, que es bastante inestable y que hace peligrosas a las baterías por su extremada reactividad. Entonces los esfuerzos que estamos haciendo como grupo es tratar de encontrar materiales que puedan estabilizar ese lado anódico dándole un cierre global a la batería. No haber resuelto solamente uno de los costados sino ambas partes que hacen al funcionamiento global”, proyectó la investigadora.
En tiempos de fuertes cuestionamientos a la ciencia y la universidad pública impulsados desde la ultraderecha, desarrollos como el que acaba de dar a conocer el laboratorio de la UNC adquieren un peso extra.
“Soy una profesional formada como licenciada y como doctora en el ámbito de la UNC. Gracias a ser investigadora del Conicet me he podido especializar estando afuera. Veo todo esto como una devolución a todo lo que la academia y el Conicet me han permitido crecer”, resalta Bracamonte, de 38 años.
Agrega: “En estos momentos donde la ciencia está tan criticada, poder hacer un pequeño aporte y poder visibilizar un poco cómo la ciencia da aporte a la tecnología y por lo tanto nos da un valor agregado como país en nuestra capacidad de hacer cosas, me parece fundamental y súper valioso”.
“Tantas veces se habla de manera negativa del país y de que nos tenemos que arreglar con muy poco y que nos faltan cosas… y la verdad que sí, el camino de hacer ciencia no es fácil –completa–. Nos cuesta un montón importar las cosas, pero aún en ese panorama hacemos ciencia y tecnología”.
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Muy buen logro, felicitaciones a todos los que día a día trabajan aplicando el conocimiento recibido en beneficio de la comunidad ,ojalá siempre encuentre el opoyo necesario