Las baterías de los coches eléctricos dependen de materiales críticos como el litio y el cobalto, cuya extracción es cara, costosa y no precisamente respetuosa con el medio ambiente. La investigación en búsqueda de alternativas es por tanto vital en un futuro que se escribe en clave eléctrica, y un ejemplo lo encontramos en las baterías basadas en azufre.
Uno de sus componentes más eficaces puede ser el carbón activado, e investigadores de la Universidad de Córdoba han dado con la fórmula para producirlo a base de un desecho abundante y que nadie quiere: los lodos de depuradora. De estandarizarse solucionaría dos problemas de golpe, pues se estima que en España se generan cada año un millón de toneladas en seco de este residuo.
De la depuradora a corazón de la batería
Se trata del trabajo de investigadores del Instituto Químico para la Energía y el Medioambiente (IQUEMA) de la Universidad de Córdoba. Lejos de ser teórico, han probado su sistema en la estación de aguas residuales de Villaviciosa, gestionada por EMPROACSA, en la provincia de Córdoba. «En un gran avance que logramos a partir de un residuo que considerábamos problemático», señalan.
Su trabajo de suma al del Departamento de Química Inorgánica e Ingeniería Química de la universidad cordobesa, que precisamente está investigando baterías de litio-azufre. Se enfrentan a retos como optimizar los electrodos que prometen ser más sostenibles y de menor coste.
De desecho de depuradora a carbón activado. Este proyecto parte de una tecnología biológica denominada ‘Biodiscos’ y que ya se utiliza en esta depuradora. Partiendo del lodo, un material pastoso y maloliente generado en la depuradora, se somete a un proceso químico y térmico que acaba convirtiéndolo en carbón activado, matriz conductora de las baterías de azufre.
Para ello, primeramente secan el lodo y luego añaden un agente químico (potasa) que modifica su estructura, convirtiéndolo en un material más poroso. El elemento resultante se somete a un tratamiento termoquímico de pirolisis, en un horno a 800ºC, que es lo que permite transformar la materia orgánica en carbón. En un molino de bolas, ese carbón se mezcla con azufre creando así una química lista para incorporarse a los electrodos a través del proceso habitual de fabricación de las baterías.
¿Baterías de azufre sustituyendo las de iones litio? Este trabajo, presumen, demuestra el potencial de cómo los residuos urbanos pueden convertirse en recursos estratégicos para la transición energética. Y abre las puertas para nuevas investigaciones orientadas a valorizar los lodos de depuradora como materia prima para tecnologías de almacenamiento de energía a menor coste.
De las baterías de litio-azufre se señala que son capaces de triplicar la capacidad de almacenamiento respecto a una de iones litio convencional. Y a su vez prometen ser más sencillas de reciclar. Su mayor problema es la baja conductividad del azufre para el cátodo, que exige matrices costosas. Es justo lo que soluciona este proceso que obtiene carbón activado a partir de lodo de depuradora.
No obstante, este tipo de baterías se enfrentan a otros retos, como la degradación del cátodo tras muchos ciclos de carga y descarga o su estabilidad a largo plazo. Por tanto, aún queda trabajo de investigación para que este tipo de baterías puedan realmente a sustituir las de iones litio en los coches eléctricos.
Encuentra tu coche eléctrico ideal
Si te has planteado comprar un coche eléctrico, esto te va a interesar. Hemos creado el Recomendador personalizado de coches eléctricos en el que además de ver los modelos que se adaptan a tus necesidades también tendrás respuestas a las dudas que más te pueden preocupar como el precio, la autonomía o los puntos de carga cercanos.
Imágenes | NetJet, Volkswagen, Tesla
En Motorpasión | Ni metales ni tierras raras. Esta batería funciona con azúcar y vitamina B2 como el cuerpo humano
