Electrodos de batería instantáneos – solo dos minutos en el microondas

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Científicos de la Universidad de Purdue en el estado estadounidense de Indiana han desarrollado un proceso para convertir los residuos de plástico en componentes de baterías.

El politereftalato de etileno (PET) es uno de los materiales más utilizados en el mundo y se encuentra en los envases de alimentos y bebidas, en las prendas de vestir de poliéster y en una enorme gama de otros materiales de consumo e industriales. Aunque es ampliamente reciclado, las montañas de PET en circulación lo convierten en un importante contribuyente a la contaminación plástica: la asociación de la industria plástica norteamericana PETRA estima que solo el 31% del material en los EE.UU. es reciclado, y el porcentaje en Europa no sube del 52%.

Los investigadores de Purdue podrían ayudar a que el PET sea “reciclado” en componentes de baterías mediante un proceso descrito en el documento “Rapid Upcycling of Waste Polyethylene Terephthalate to Energy Storing Disodium Terephthalate Flowers with DFT Calculations”, publicado en ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

El grupo utilizó una irradiación de microondas ultrarrápida para convertir las escamas de PET en tereftalato disódico (DST) en un proceso que, según la universidad, llevó unos dos minutos. Los investigadores confirmaron la pureza de su DST usando técnicas de microscopio.

“La aplicabilidad de la técnica de microondas en las reacciones orgánicas ha ganado atención en los últimos tiempos debido a la rapidez de reacción”, dijo el profesor asociado de Purdue Vilas Pol. “Hemos logrado la conversión completa de PET a tereftalato disódico en 120 segundos, en un típico sistema de microondas doméstico”.

Rendimiento de la batería

El equipo de Purdue utilizó un método de modelización conocido como Teoría Funcional de la Densidad para calcular el rendimiento potencial de su DST sintetizada en baterías.

Los cálculos mostraron que un ánodo compuesto de DST y negro de carbón podía entregar una capacidad de descarga de 182 miliamperios-hora por gramo (mAh/g-1) en una celda de iones de litio, y 224 mAh/g-1 en una celda de iones de sodio. Ambos cálculos se basaban en una densidad de corriente de 25 mA/g-1 después de 50 ciclos, según el documento.

El documento describe la DST sintetizada como un “compuesto molecular orgánico de bajo costo y ambientalmente benigno” y Pol dijo que el material era sostenible y reciclable.

No se proporcionó información sobre la posible escalabilidad del proceso de microondas y no estaba claro cómo se compararía el precio de la DST sintetizada con el del grafito más comúnmente utilizado como material anódico en las baterías de iones de litio.