Las baterías son una pieza imprescindible para alimentar millones de dispositivos electrónicos como automóviles, ordenadores portátiles o teléfonos inteligentes. Compuestas de materiales como el litio, el cobalto o el manganeso, su fabricación tiene un impacto en el planeta. Y su vida útil, inferior a los 1.000 ciclos de carga, hace que se desechen en grandes cantidades. Una posible solución la encontramos en las baterías biodegradables.
Las baterías actuales se pueden procesar para extraer sus componentes. Algunos de ellos tóxicos o nocivos para el medio ambiente. Sin embargo, es un proceso que no siempre resulta provechoso para las empresas fabricantes. No solo eso. No todos los países tienen una política clara de reutilización o reciclaje de baterías eléctricas. Por lo que acaban siendo un problema que se amontona en vertederos por todo el mundo.
Investigadores del País Vasco, de Suiza y de Nueva Gales del Sur (Australia) han dado con una alternativa a las baterías actuales. Y no tiene que ver con el prometedor grafeno ni con nuevos materiales creados en laboratorio. El logro está en que son baterías biodegradables. Es decir, que cuando se agoten sus ciclos de carga, se podrán compostar. Una segunda vida sostenible y no contaminante.
Baterías biodegradables y compostables
Tal y como explica Erlantz Lizundia, uno de los responsables del descubrimiento, “primero identificamos elementos no tóxicos, abundantes y biodegradables, que ofrecieran unas características físicas, mecánicas y electroquímicas mínimas”. Por un lado, polímeros de origen natural como celulosa y agarosa para el electrolito. Polidopamina para el cátodo. Y, finalmente, un ánodo de zinc para fabricar electrolitos basados en agua.
La combinación permite crear baterías biodegradables, es decir, que pueden emplearse como compost en una segunda vida. En concreto, cada batería consta de un electrolito de hidrogel biopolimérico basado en polisacáridos respetuosos con el medio ambiente, un ánodo de zinc y un cátodo biocompatible basado en PDA. Según sus creadores, “el revestimiento a base de polisacáridos permite controlar la degradación de la batería, lo que es vital para mantener su funcionalidad durante el tiempo deseado”.
“Las razones del funcionamiento estable de la misma, y en particular del ánodo de zinc, son la interfaz favorable entre el zinc metálico y el electrolito de hidrogel, que procede de los grupos funcionales que contienen hidroxilo, la adaptabilidad mecánica del hidrogel y su excelente conductividad iónica que permite un transporte óptimo de los iones de zinc”.
En las condiciones adecuadas, estas baterías se pueden degradar a la mitad en poco más de dos meses. Y en su uso principal, ofrecen un rendimiento electroquímico más que aceptable. Más de 10.000 ciclos de carga con una capacidad de 110 mAh. Y más 1.000 ciclos de carga con una capacidad de 196 mAh.
Siguientes pasos para mejorar estas baterías
La investigación no ha finalizado. Tras publicar su primer paper, todavía hay mucho por mejorar. “Futuras mejoras pueden surgir de la sustitución del ZnSO4, ya que contribuye considerablemente a la categoría de ecotoxicidad terrestre, mientras que el etanol, la piperidina y el CC contribuyen principalmente a la eutrofización marina debido a la energía y el nitrógeno necesarios para la carbonización en atmósfera inerte”. Con todo, la batería biodegradable que han logrado crear en laboratorio contamina mucho menos que una batería convencional. A lo que hay que añadir su compostabilidad.
Precisamente, entre las conclusiones del estudio se destaca que las muestras empleadas para su degradación en un horno de 20 litros eran inferiores a un gramo. “Por lo tanto, estimamos que la fabricación a escala piloto reduciría notablemente la huella medioambiental de nuestra batería”. Es decir, que la propia batería, siendo de por sí no tóxica y biodegradable, todavía se puede optimizar más en busca de una eficiencia superior. A sí misma y, por tanto, a las baterías actuales.
¿Es el futuro de las baterías eléctricas un modelo de baterías biodegradables? Su fabricación a gran escala tendría un impacto menor, ya que emplea materiales en abundancia y no tóxicos. Y su posterior procesado le daría una segunda vida en forma de compost. Incluso si no se procesaran, estas baterías se degradarían por sí mismas como ocurre con las baterías actuales. Pero al no incorporar materiales tóxicos o nocivos, su impacto sería mínimo. Falta por ver su aceptación en la industria y el uso que se le da a este descubrimiento a nivel comercial.
