Crédito:Natalia Deryugina
Un químico de la RUDN sugirió una forma económica y ecológica de fabricar electrodos para baterías de iones de litio a partir de los desechos de la producción de café. Un artículo que describe este estudio fue publicado en el Revista de producción más limpia .
Los ánodos (electrodos negativos) de las modernas baterías de iones de litio que se utilizan en electrodomésticos y coches eléctricos suelen estar hechos de grafito. Los grupos de investigación están buscando formas de reemplazarlo con otros materiales de carbono como los desechos orgánicos. Entre los candidatos se encontraban huesos de cereza y olivo, pulpa, algas y cascarilla de arroz. En su nuevo trabajo, los químicos sugirieron convertir los posos de café en el material de carbono necesario. Alrededor del 90 por ciento de la producción de café en el mundo produce café molido, pero este tipo de residuos no ha sido explotado por la industria.
Los investigadores probaron un método simple para convertir los posos de café en un material útil sin procesamiento químico adicional. Los terrenos sacados de un comedor universitario se volvieron a moler para que fuera homogéneo, y luego se hornearon a 800 grados C. Se fabricaron electrodos para el experimento electroquímico (discos de 13 mm) a partir del material obtenido y se mezclaron aglutinantes plásticos en una proporción de 80:20. Cuando se prueba en un acumulador, mostraron una capacidad de almacenamiento de calor de 285 mA-h con una intensidad de corriente de 0,1 A. Este es un valor modesto en comparación con los acumuladores modernos, pero bastante alto en comparación con los ánodos hechos de otros tipos de desechos orgánicos. Es más, su eficiencia culómbica (la relación entre la energía emitida por un acumulador y la recibida durante la carga) es cercana al 100 por ciento.
Aunque el proceso de fabricación de ánodos a partir de posos de café resultó ser bastante intensivo en energía, en el futuro, puede ser más probable su uso en acumuladores que los electrodos de materiales de carbono más baratos. Las propiedades de los electrodos de posos de café los hacen más duraderos y, por tanto, ahorran energía.
"Los acumuladores de iones de litio con nuestros electrodos mantuvieron su capacidad inicial después de 100 ciclos, perdiendo solo 0.23 por ciento por ciclo, "dice Raphael Luke, director del Centro de Diseño Molecular y Síntesis de Compuestos Innovadores para Medicina, y un académico visitante en la RUDN. "El aumento de los requisitos de almacenamiento de energía hace que nuestro trabajo sea particularmente interesante. Sus ventajas residen en su simplicidad y conveniencia. Este método puede ampliarse a niveles industriales, dado que los posos de café están disponibles en todo el mundo en grandes cantidades en comparación con otras sustancias utilizadas en la producción de baterías de iones de litio ".