Se necesitan alternativas sostenibles a los metales raros a medida que aumenta la demanda de baterías.
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Los científicos han descubierto una forma de convertir residuos industriales, que hasta ahora no se han podido usar, en un material vital utilizado en las baterías.
La molécula de desecho, el óxido de trifenilfosfina (TPPO), se produce en la fabricación de productos como comprimidos vitamínicos. Un nuevo proceso descubierto por científicos de la Universidad del Noroeste de EE.UU. lo convierte en un agente útil para almacenar energía que podría sustituir a los metales raros en algunas situaciones.
A diferencia de las baterías de litio más comunes, que almacenan la energía en electrodos, las baterías de flujo redox que pueden crearse con este nuevo proceso utilizan una reacción química para bombear energía de un lado a otro de los electrolitos donde se almacena.
No son tan eficientes en el almacenamiento de energía como otras formas de baterías y son demasiado grandes y voluminosas para usarlas en coches o smartphones. Sin embargo, se cree que son una solución mucho mejor para el almacenamiento de energía a escala de una red eléctrica. Esto incluye el almacenamiento de energía procedente de fuentes renovables como la eólica y la solar para ayudar a suavizar las bajadas y los picos de suministro.
"No sólo se puede utilizar una molécula orgánica, sino que además puede alcanzar una alta densidad energética, acercándose a la de sus competidoras metálicas, y una gran estabilidad", explica Emily Mahoney, primera autora del artículo. "Tradicionalmente, ha sido difícil optimizar estos dos parámetros a la vez, por lo que es especialmente emocionante poder demostrarlo con una molécula derivada de residuos".
Convertir la basura industrial en un tesoro
A medida que crecen las necesidades de baterías, también aumentan las de metales como el litio y el cobalto. Estos metales se obtienen a menudo mediante una minería intensiva e invasiva. Además, su suministro es limitado y, según los investigadores, a medida que aumente el número de productos que dependen de las pilas, será necesario abandonar estas soluciones basadas en metales y adoptar opciones más sostenibles.
"La investigación sobre baterías ha estado tradicionalmente dominada por ingenieros y científicos de materiales", afirma Christian Malapit, químico de la Universidad del Noroeste y autor principal.
"Los químicos sintéticos pueden contribuir a este campo transformando molecularmente un residuo orgánico en una molécula que almacene energía. Nuestro descubrimiento muestra el potencial de transformar compuestos de desecho en recursos valiosos, ofreciendo una vía sostenible para la innovación en la tecnología de baterías".
Cada año se producen toneladas de TPPO, pero actualmente no se pueden utilizar y deben eliminarse cuidadosamente. Hay que seguir investigando para convertir esta basura en un tesoro ecológico, pero los científicos confían en que en el futuro pueda utilizarse para almacenar energía renovable.