{"id":131079,"date":"2011-01-24T12:28:56","date_gmt":"2011-01-24T11:28:56","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=131079"},"modified":"2011-01-24T12:41:06","modified_gmt":"2011-01-24T11:41:06","slug":"baterias-verdes-%c2%bflas-baterias-del-futuro","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2011\/01\/24\/131079","title":{"rendered":"Bater\u00edas verdes, \u00bflas bater\u00edas del futuro?"},"content":{"rendered":"

La principal preocupaci\u00f3n de los consumidores a la hora de adquirir dispositivos electr\u00f3nicos como tel\u00e9fonos m\u00f3viles u ordenadores port\u00e1tiles es la duraci\u00f3n de la bater\u00eda: estar\u00edamos mucho m\u00e1s satisfechos si nuestra bater\u00eda durara un mes o incluso una semana en vez de un solo d\u00eda, como es lo habitual en la nueva generaci\u00f3n de m\u00f3viles. Empleando una bater\u00eda org\u00e1nica esto podr\u00eda ser posible. Recientemente, algunos cient\u00edficos han dirigido sus investigaciones hacia la electroqu\u00edmica fundamental de compuestos org\u00e1nicos para hacer este sue\u00f1o realidad.<\/em><\/strong><\/p>\n

Autora: [Suheda ISIKLI. IMDEA Energ\u00eda]<\/strong><\/p>\n

Las bater\u00edas basadas en litio podr\u00edan continuar dominando el mercado seg\u00fan muchos expertos, en parte debido a su elevada tensi\u00f3n (hasta 3,7 voltios, comparada con los 2 voltios de la bater\u00eda de plomo-\u00e1cido o los 1,2 voltios de la bater\u00eda de n\u00edquel-metal hidruro). Este alto voltaje se traduce en m\u00e1s energ\u00eda disponible, lo que ha sido clave en la comercializaci\u00f3n de las bater\u00edas de litio-i\u00f3n. Las bater\u00edas Li-ion disfrutaron de un gran \u00e9xito comercial en dispositivos electr\u00f3nicos port\u00e1tiles y se est\u00e1n teniendo en consideraci\u00f3n para la alimentaci\u00f3n de las nuevas generaciones de veh\u00edculos el\u00e9ctricos h\u00edbridos. Sin embargo, estas bater\u00edas requieren de algunas mejoras relacionadas con la sostenibilidad y la seguridad. El principal inconveniente de los componentes electroactivos de las bater\u00edas de litio-i\u00f3n actuales, tales como el LiCoO2<\/sub> and LiMn2<\/sub>O4<\/sub>, es que no se pueden obtener a partir de recursos renovables, sino que se extraen de minas que se agotar\u00e1n en alg\u00fan momento y que adem\u00e1s pueden ser peligrosas para el medio ambiente y para el ser humano.<\/p>\n

La extracci\u00f3n de materias primas y las t\u00e9cnicas de procesado de electrodos requieren grandes cantidades de energ\u00eda. Adem\u00e1s, las bater\u00edas deben ser recicladas, en un proceso que necesita energ\u00eda adicional y provoca m\u00e1s emisiones de CO2<\/sub>. Diversos investigadores citan una evaluaci\u00f3n de ciclo de vida que indica que se emiten 72 kg de CO2<\/sub> por kWh de capacidad de almacenamiento durante la producci\u00f3n de bater\u00edas de Li-ion y su reciclaje.1<\/sup> Est\u00e1 claro que esta cantidad no es despreciable teniendo en cuenta las previsiones de producci\u00f3n anual de 10 000 millones de celdas. Por lo tanto, se vuelve una obligaci\u00f3n la reducci\u00f3n del consumo de recursos no renovables, as\u00ed como de la cantidad de energ\u00eda empleada durante su obtenci\u00f3n.<\/p>\n

Durante los \u00faltimos a\u00f1os los investigadores, conscientes de estos problemas, se han centrado en materiales alternativos para electrodos, cuyos componentes principales deber\u00edan ser abundantes, de bajo coste y no t\u00f3xicos. Determinados componentes org\u00e1nicos cumplen estos requisitos. Esta \u00e1rea de investigaci\u00f3n tiene un brillante futuro: los primeros intentos de construir electrodos org\u00e1nicos para bater\u00edas Li-ion se enfrentaron a varios problemas como la baja capacidad de almacenamiento y un pobre ciclo de vida; sin embargo, se han obtenido resultados que apuntan a la superaci\u00f3n de estos problemas.<\/p>\n

\u00a0Las bater\u00edas org\u00e1nicas\/verdes se componen de materiales org\u00e1nicos en lugar de metales pesados t\u00f3xicos. Adem\u00e1s, son m\u00e1s ligeras, son m\u00e1s moldeables y tienen potencial para almacenar m\u00e1s energ\u00eda que las bater\u00edas convencionales, siendo por otra parte m\u00e1s seguras, m\u00e1s respetuosas con el medio ambiente y m\u00e1s baratas<\/p>\n

Investigadores de la Universit\u00e9 de Picardie Jules Verne <\/em>de Francia han propuesto recientemente la posibilidad de introducir materia org\u00e1nica proveniente de la biomasa como base para la fabricaci\u00f3n de electrodos. El material denominado \u201cmyo-inositol\u201d, que se puede obtener a partir de recursos renovables como el ma\u00edz, se emple\u00f3 como precursor de oxocarbono, sin que se tuvieran que emplear disolventes t\u00f3xicos para su fabricaci\u00f3n.<\/p>\n<\/tbody>\n

\"Imagen1\"<\/p>\n<\/tbody>\n

Figura 1. Bater\u00edas sostenibles basadas en materiales org\u00e1nicos provenientes de biomasa.<\/strong><\/p>\n

El \u201cmyo-inositol\u201d extra\u00eddo del ma\u00edz se emplea para preparar el compuesto electroqu\u00edmico activo Li2<\/sub>C6<\/sub>O6<\/sub>, mientras que el \u00e1cido m\u00e1lico proveniente de las manzanas puede experimentar policondensaci\u00f3n hacia una poliquinona activa electroqu\u00edmicamente con el litio.2<\/sup><\/p>\n

\u00a0La sal Li2<\/sub>C6<\/sub>O6<\/sub>\u00a0 producida mediante los m\u00e9todos de la qu\u00edmica verde, demuestra una capacidad de almacenamiento reversible de 580 mAh\/g para una densidad espec\u00edfica de energ\u00eda de 1300 Wh\/kg de material activo y una buena estabilidad t\u00e9rmica, a pesar de un pobre ciclo de vida.2<\/sup><\/p>\n

\u00a0Este trabajo ilustra una buena combinaci\u00f3n del uso de la qu\u00edmica verde moderna, la electroqu\u00edmica y los conceptos de la ciencia de los materiales, partiendo de un precursor renovable y natural para la s\u00edntesis de las mol\u00e9culas electroactivas. Por tanto, esta combinaci\u00f3n abre nuevas perspectivas en t\u00e9rminos de ciclo de vida, costes y la sostenibilidad del desarrollo tecnol\u00f3gico de las bater\u00edas Li-ion.<\/p>\n

Ahora la cuesti\u00f3n es si las bater\u00edas org\u00e1nicas ser\u00e1n las bater\u00edas del futuro. En general, se necesitar\u00edan nuevos avances radicales de estas bater\u00edas. A pesar de las ventajosas propiedades de las bater\u00edas Li-ion org\u00e1nicas, como su ligereza, su rendimiento y ciclo de vida est\u00e1n muy por detr\u00e1s de las bater\u00edas Li-ion inorg\u00e1nicas.<\/p>\n

\u00a01. Chen, H. Y.; Armand, M.; Courty, M.; Jiang, M.; Grey, C. P.; Dolhem, F.; Tarascon, J. M.; Poizot, P. Lithium Salt of Tetrahydroxybenzoquinone: Toward the Development of a Sustainable Li-Ion Battery. Journal of the American Chemical Society<\/em> 2009,<\/strong> 131<\/em> (25), 8984-8988.<\/p>\n

2. Armand, M.; Tarascon, J. M. Building better batteries. Nature<\/em> 2008,<\/strong> 451<\/em> (7179), 652-657.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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