Baterías chinas: económicas y ecológicas. Nuestras baterías recargables modernas, como las baterías de iones de litio, son, cualquier cosa, menos sostenibles. En la revista Angewandte Chemie se ha publicado recientemente un estudio que presenta unas nuevas baterías orgánicas. Fabricada a partir de materiales de electrodos orgánicos redox (OEM), que se pueden sintetizar a partir de materiales «verdes» naturales.
Los materiales de electrodos inorgánicos tradicionales en las baterías comerciales implican todo un espectro de problemas. Los recursos son limitados. Tienen elementos tóxicos. Generan ingentes problemas ambientales. Muchas veces las condiciones de extracción minera son deplorables. Además, su capacidad está limitada y sus costes de producción y reciclaje (imperfecto) son muy altos. No se pueden desarrollar baterías sostenibles a gran escala basadas en estos electrodos, aunque son necesarias para una transición energética.
Baterías con OEM
Las baterías orgánicas con OEM todavía se encuentran al comienzo de su largo camino hacia la aplicación práctica. Un equipo dirigido por Chengliang Wang en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong ha dado un paso significativo en esta dirección. El objetivo es utilizar OEM en baterías con electrolitos acuosos. Estos son «más ecológicos», más sostenibles y menos costosos que los electrolitos orgánicos convencionales empleados en las baterías de iones de litio.
El equipo optó por utilizar azobenceno, un material que se puede producir a gran escala de forma económica y que es insoluble en agua y muy soluble en disolventes orgánicos. Mientras que la mayoría de los otros grupos funcionales solo pueden transferir un electrón, el grupo azo (–N=N–) en esta molécula puede transferir dos electrones de manera reversible, lo que contribuye a una alta capacidad.
Los análisis exhaustivos demostraron que, durante el proceso de descarga, el azobenceno se convierte en hidroazobenceno después de absorber dos de los electrones, mediante la unión rápida y reversible de dos protones (H +). Los prototipos de celdas tipo moneda y celdas de bolsa laminada de varios tamaños con OEM de azobenceno y contraelectrodos de zinc alcanzaron capacidades en la escala de amperios hora. Y se mantuvieron durante 200 ciclos de carga/descarga.
A diferencia de los OEM poliméricos, las pequeñas moléculas de azobenceno se pueden reciclar de manera económica con una extracción simple usando solventes orgánicos comerciales. El material del electrodo es estable al aire tanto en su estado cargado como descargado y puede reciclarse con rendimientos superiores al 90 % en todos los estados de carga. Los productos reciclados podrían reutilizarse directamente como OEM sin pérdida de capacidad. Baterías chinas: económicas y ecológicas
Referencia: Chengliang Wang es profesor en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong (HUST). Se centra en la investigación de nuevos materiales poliméricos y orgánicos conjugados para optoelectrónica y baterías. Su estudio ha sido publicado en la revista Angewandte Chemie.
