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Científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología (NUST MISIS) en Rusia han afirmado desarrollar una tecnología que puede convertir los desechos médicos (incluidas las máscaras desechables) en baterías flexibles y rentables con la ayuda de la tecnología del grafeno.
La población mundial ha estado usando más de 130 mil millones de máscaras cada mes durante la pandemia de COVID-19. Cuando estas máscaras se desechan, crean cientos de toneladas de desechos de polímeros. Estos desechos son difíciles de reciclar y emiten químicos tóxicos si se queman. Para resolver el problema, un equipo de investigadores de la Universidad Nacional Rusa de Ciencia y Tecnología 'MISIS' (NUST MISIS) ha desarrollado una nueva tecnología para convertir máscaras desechadas en baterías para usar en dispositivos domésticos. Los envases de medicamentos de desecho también se utilizan como carcasa de batería, y el grafeno es el único material nuevo que debe obtenerse para el proceso. Las baterías almacenan bien la energía y son más baratas de producir que sus contrapartes convencionales revestidas de metal.
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Convertir máscaras viejas en baterías eficientes con la ayuda del grafeno
Para reciclar las máscaras, el equipo las desinfectó con ultrasonido y las sumergió en tinta hecha de grafeno. Luego, las máscaras se comprimieron y calentaron a 284 °F (140 °C) para formar gránulos que funcionarían como electrodos de la batería. Estos gránulos están separados por una capa aislante que también está hecha de máscaras usadas.
El paso final es sumergirlo todo en un electrolito y envolverlo en envoltorios hechos con residuos de envases. De esta manera, los desechos médicos crearon la base para las baterías, acabando con el grafeno.
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Experto explica el proceso de producción de pilas con mascarillas desechables
Para explicar el proceso, el profesor Anvar Zakhidov, director científico del proyecto de infraestructura "Dispositivos fotovoltaicos basados en perovskita híbridos, flexibles y de alto rendimiento" en NUST MISiS, dijo: "Para crear una batería de tipo supercondensador, se utiliza el siguiente algoritmo: Primero, las máscaras se desinfectan con ultrasonido, luego se sumergen en 'tinta' hecha de grafeno, que satura la máscara, a una temperatura de 1000-1300°C, mientras que la nueva tecnología reduce el consumo de energía por un factor de 10. Un separador (también hecho de material de enmascaramiento) con propiedades aislantes se coloca entre los dos electrodos hechos del nuevo material. Se satura con un electrolito especial y luego se crea una capa protectora a partir del material de las ampollas médicas (como el paracetamol)”.
Baterías eficientes reciclan mascarillas desechables y aprovechan el grafeno
Si bien el proceso es inspirador en sí mismo, el equipo descubrió que las baterías que usan grafeno y las máscaras descartadas son bastante efectivas. Los investigadores afirman que lograron una densidad de energía de 99,7 vatios-hora por kilogramo (Wh/kg). Este valor se aproxima a la densidad de energía de la batería de iones de litio, que varía entre 100 y 265 Wh/kg.
Según el artículo, los investigadores mejoraron la batería agregando nanopartículas de perovskita de óxido de cobalto y calcio a los electrodos. Esto aumentó la densidad de energía en más del 100%, llevándola a 208 Wh/kg. La versión de mejor rendimiento de la batería retuvo el 82 % de su capacidad después de 1.500 ciclos y puede suministrar energía durante más de 10 horas con un voltaje de hasta 0,54 V.
El nuevo método podría allanar el camino para producir baterías que sean superiores en muchos aspectos a las baterías convencionales más pesadas y revestidas de metal que requieren mayores costos de fabricación. Las baterías delgadas, flexibles y de bajo costo también son desechables y podrían usarse en electrodomésticos, desde relojes hasta bombillas en el futuro.
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