Pelos de vacas argentinas para crear baterías más sustentables

• Investigadores de la UNC recuperaron este residuo de curtiembres para desarrollar pilas de litio-azufre de próxima generación. El trabajo fue realizado con el apoyo YPF-Tecnologías (Y-TEC), que ya presentó la patente del proyecto en EE.UU.

Victoria Bracamonte, junto con Guillermina Luque y Andrea Calderón, recibieron una bolsa de pelos de vaca con “un olor a pis que espantaba”. Pero tanto ellas como el resto del grupo del Laboratorio de Energías Sustentables (Laes) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) pensaron que podía ser una materia prima prometedora para crear baterías de litio de próxima generación.

El resultado en la mesada del laboratorio fue un éxito. Tal es así que Y-TEC, la empresa de YPF y Conicet, decidió patentar el desarrollo en EE.UU. “Los siguientes pasos son escalar la producción y conectar las industrias de la curtiembre y de las baterías para generar un proceso circular. Esto es a largo plazo”, asegura Victoria (38 años), quien es doctora en Química, investigadora del Conicet y profesora de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la UNC.

En tanto, Ezequiel Leiva, integrante del Laes e investigador de Conicet y de la UNC, agrega: “Se trata de baterías que podrían llegar a estar en el mercado recién dentro de 10 años. Son una tecnología muy distinta a la actual. El desarrollo y la prueba a escala industrial van a llevar tiempo. En todo caso, tampoco reemplazarán a las baterías actuales. Es probable que convivan”.

COMO FUNCIONA UNA BATERÍA DE LITIO

Las baterías actuales tienen un ánodo de grafito y un cátodo de cobalto y níquel. Estos últimos son elementos escasos, caros y contaminantes. Cuando se cargan, los iones de litio pasan al ánodo. Así se almacena la energía. Durante el uso de la batería (la descarga) los iones de litio se mueven en el sentido inverso.

Para lograr baterías más eficientes se deben resolver varias limitaciones de este proceso, como la cantidad de ciclos de carga-descarga capaz de soportar la batería, la velocidad de carga y su densidad de energía. Todo ello sin comprometer su seguridad; esto es, evitar sobrecargas, sobrecalentamientos y cortocircuitos.

Utilizar el azufre como cátodo podría generar una mejora en estas cualidades, además de ser un elemento más abundante, menos contaminante y menos costoso. Es decir que se obtendría una batería más sustentable. Pero este azufre necesita un “esqueleto” en donde adherirse para formar el cátodo. Aquí es donde viene el pelo de vaca.

DEL PELO DE VACA A LA BATERÍA

El equipo del Laes utilizó el pelo de vaca para obtener biocarbón. Pero antes el curioso insumo tuvo que someterse a procesos más domésticos.

“El pelo de vaca lo obtuvimos de una conocida que trabaja en una curtiembre. El primer desafío fue lavar el pelo para sacarle la orina. En la bibliografía no había nada, así que decidí traerlo a casa y lavarlo en el lavarropas en una bolsita. Luego volví a lavarlo para sacar el remanente de jabón”, cuenta Bracamonte.

Los pelos limpios se “cocinaron” dos veces hasta alcanzar 500 grados y, luego, 900 grados. Luego se le agregó el azufre. Toda esta “receta” es la que está siendo patentada por Y-TEC.

Con este cátodo y un ánodo de litio puro se armó una pequeña batería como la de una pila de reloj. Logró un gran rendimiento electroquímico, muy prometedor para estos desarrollos con azufre. Ocurre que durante la carga de una batería de litio-azufre se producen reacciones químicas que generan sustancias (polisulfuros) que van desgastando la capacidad.

MAYOR AUTONOMÍA

Leiva, quien este año recibió el premio Konex como uno de los 100 científicos argentinos más destacados de la década pasada, asegura que este tipo de baterías brindarán más autonomía a los futuros vehículos eléctricos. “Una batería de litio actual de 200 kilos permite que un auto recorra entre 160 a 200 kilómetros. Son pocos kilómetros. Las baterías de litio-azufre permitirán autonomías de hasta 400 kilómetros”, explica.

Las curtiembres son una importante industria que utiliza mano de obra y materia prima nacionales. Pero produce gran cantidad de residuos sólidos y el pelo de vaca es el principal. De cada tonelada de piel de vaca húmeda se generan 85 kilos de pelo residual.

Por Lucas Viano
Redacción UNCiencia
Secretaría de Ciencia y Tecnología – UNC
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