Un estudio de la Universidad Pública Vasca / Euskal Herriko Unibertsitatea (EHU) muestra cómo la biomasa puede usarse como alternativa en baterías comerciales y hacerlas más sostenibles. En concreto, han desarrollado baterías fabricadas con materiales de biomasa que no solo almacenan suficiente energía, sino que también resisten hasta 1.000 ciclos de carga y descarga.
Las baterías de iones de sodio han despertado interés en las últimas décadas por la abundancia, el bajo coste y la amplia disponibilidad del sodio en la corteza terrestre. Frente a las baterías de iones de litio, plantean una opción más económica y menos dependiente de reservas minerales, aunque presentan limitaciones como una menor densidad energética y una vida útil insuficiente en términos de ciclos de carga y descarga.
En este contexto, el equipo de la EHU ha investigado ánodos basados en carbones obtenidos a partir de biomasa residual recogida en la Comunidad Autónoma del País Vasco. El planteamiento consiste en transformar desechos en materiales útiles para baterías, dentro de una estrategia orientada a fabricar dispositivos lo más sostenibles posible.
La investigación ha sido realizada por la doctora Nekane Nieto, del Grupo de Estado Sólido y Materiales de la EHU, y parte de su tesis doctoral bajo la dirección de la profesora Verónica Palomares Durán y del catedrático Teófilo Rojo Aparicio de la EHU. Parte del trabajo se ha realizado en colaboración con el grupo SUPREN de la Escuela de Ingeniería de Bilbao.
Cáscaras de pipas y pilas tipo botón
Durante el estudio se analizaron diferentes tipos de biomasa, entre ellas posos de café, tallos de plantas, arbustos de especies invasoras, pepitas o piel de uva, mazorcas de maíz y compost procedente de biorresiduos. Entre todas las opciones evaluadas, los carbones obtenidos a partir de cáscaras de pipas ofrecieron los mejores resultados.
Una vez optimizado ese ánodo, los investigadores lo combinaron con varios cátodos distintos en pilas recargables de tipo botón. Estos cátodos incorporaban vanadio, hierro y/o titanio, elementos que, según el estudio, no son tan críticos y se emplean en menor cantidad en este tipo de materiales.
El grupo llevó a cabo además un análisis de ciclo de vida para identificar qué combinación entre ánodo y cátodo ofrecía las mejores prestaciones como batería junto con el menor impacto ambiental. De acuerdo con los resultados, las baterías fabricadas con cáscaras de pipas alcanzan un rendimiento competitivo respecto a otros desarrollos descritos hasta ahora, siempre seleccionando la química de cátodo más favorable desde el punto de vista ambiental.
No obstante, la investigadora señala que estas baterías todavía no compiten con las de iones de litio. Por el momento, su uso se plantea como sistema complementario o para dispositivos pequeños, mientras el equipo trabaja en el desarrollo de baterías de mayor tamaño.