¿Baterías de algas podrían reemplazar las de litio?
La mayoría de las baterías de los teléfonos inteligentes, los autos eléctricos y las notebooks dependen del litio, un metal escaso, que en su voraz proceso extractivo consume veinticinco millones de litros de agua diarios; y que, a menudo, lo extraen trabajadores en malas condiciones y se refina utilizando métodos que dañan el medio ambiente. Asimismo, es probable que la escasez de litio empeore a medida que el mundo se aleje de los combustibles fósiles y utilice más electricidad renovable almacenada en baterías.
Para Steve Eichhorn, de la Universidad de Bristol, Reino Unido, encontrar una tecnología de batería de reemplazo es esencial, y declaró que se está muy cerca de lograrlo con las baterías de sodio-metal, en las que se utiliza sodio en lugar de litio, pero que aún debía resolverse un problema que surgió.
Cuando las baterías de sodio-metal se cargan y se agotan con el tiempo, se acumulan depósitos de metal conocidos como dendritas en sus electrodos, que eventualmente crecen tanto que perforan el separador no conductor entre ellos y causan un cortocircuito que destruye la batería.
Eichhorn y su equipo han resuelto este problema creando un separador hecho, en parte, de algas pardas recolectadas en la costa escocesa. El experto asegura que debido a que el sodio mismo puede extraerse fácilmente de la sal del agua de mar, eso significa efectivamente que las partes críticas de estas nuevas baterías pueden “fabricarse a partir del mar”.
Para fabricar el separador, los investigadores hilaron un plástico llamado polieterimida en fibras y las impregnaron con nanocristales de celulosa de unos 10 nanómetros de diámetro y 200 nanómetros de largo que habían extraído de las algas. Expulsaron este material compuesto a través de una jeringa fina aplicando una carga de hasta 30 kilovoltios en un proceso llamado electrohilado. Los finos hilos resultantes pueden formar separadores de baterías que son lo suficientemente fuertes como para resistir perforaciones y permitir baterías de larga duración.
“Normalmente, las algas no tienen un contenido particularmente alto de celulosa, pero esta variedad sí lo tiene. Así que lo extrajimos de ahí”, afirma Eichhorn. “Estos nanocristales se pueden extraer de cualquier cosa: madera, miscanto, lino. Pero los de las algas son más interesantes porque en son bastante largos, y eso es fundamental para el refuerzo”.
El uso de cristales derivados de algas tiene otro beneficio: en experimentos, permitió una mayor capacidad de almacenamiento y eficiencia que los materiales anteriores, aumentando la vida útil de la batería. El equipo descubrió que el diseño seguía funcionando bien incluso después de 1.000 ciclos de carga.