Descubrimiento: los pelos de vaca sirven para fabricar baterías más sustentables

El trabajo fue realizado con el apoyo de YPF-Tecnologías (Y-TEC), una empresa de YPF, y el Conicet, que ya presentó la patente del proyecto en Estados Unidos. La labor a partir de la cual se presentó la patente ya fue aceptada para su publicación en la revista Chemistry Select y estará próximamente disponible bajo el título “Sustainable Cow Hair Biocarbon-Sulfur Cathodes with Enhanced Electrochemical Performance”.

Cómo funcionan las baterías

Las baterías actuales tienen un ánodo de grafito y un cátodo de cobalto y níquel, elementos escasos, caros y contaminantes.

Utilizar el azufre como cátodo podría generar una mejora en estas cualidades, además de ser un elemento más abundante y menos contaminante y costoso. Este azufre necesita un “esqueleto” en donde adherirse para formar el cátodo.

Una de las sustancias que se está estudiando para crear estos esqueletos son los biocarbones, carbones obtenidos a partir de la “cocción” de residuos orgánicos.

Es así como Victoria Bracamonte, Guillermina Luque y Andrea Calderón, junto con el equipo de investigadores del Laboratorio de Energías Sustentables (LaES) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) pensaron que el pelo de vaca podía ser una materia prima prometedora para crear baterías de litio de próxima generación.

El pelo vacuno es el principal residuo de las curtiembres, una importante industria que utiliza mano de obra y materia prima nacionales. De cada tonelada de piel de vaca húmeda se generan 85 kilos de pelo residual.

El equipo de investigación del LaES recibió una bolsa de pelos de vaca con “un olor a pis que espantaba”, admiten, por lo que el curioso insumo tuvo que someterse a procesos más domésticos.

“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, doctora en Química, investigadora del Conicet y profesora de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la UNC.

Los pelos limpios se “cocinaron” dos veces hasta alcanzar 500 grados y, luego, 900 grados. Después se le agregó el azufre.

El resultado en la mesada del laboratorio fue un éxito: utilizaron el pelo de vaca para obtener biocarbón, cuyas estructuras micro y nanoporosas pueden mejorar la velocidad de carga, la densidad de energía y dar mayor estabilidad en los ciclos de carga. Todo ello sin comprometer su seguridad, esto es, evitar sobrecargas, cortocircuitos y sobrecalentamientos.

Proceso circular

«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 Bracamonte.

De la investigación también participaron Fernando Cometto, Sofía Raviolo y Melina Cozzarín.

“Fueron dos años de trabajo duro con la pandemia de por medio. Hicimos frente a situaciones adversas de financiamiento, de accesibilidad a técnicas y por momentos, de frustración. Pero lo logramos”, agrega Bracamonte.

Este desarrollo no fue un descubrimiento casual. “Se viene colaborando con Y-TEC en el desarrollo de biocarbones desde 2017. Comenzamos con fécula de mandioca y luego fuimos complejizando con estudios en cáscara de maní, de arroz y otros”, explica Daniel Barraco, investigador de Conicet, integrante del LaES y secretario de Ciencia y Tecnología de la UNC.

Baterías del futuro

Las baterías son necesarias para el boom de vehículos eléctricos que comienza a asomarse. De esta manera, se busca transformar el sector de transporte, uno de los principales emisores de gases de efecto invernadero originados tras la combustión de nafta, gasoil y gas. El objetivo es acelerar la transición energética y reducir el impacto del cambio climático.

“Estas nuevas baterías podrían llegar a estar en el mercado recién dentro de diez años. Son una tecnología muy distinta a la actual. El desarrollo y la prueba a escala industrial van a llevar tiempo. Tampoco reemplazarán a las baterías actuales. Es probable que convivan”, señala Ezequiel Leiva, integrante del LaES e investigador de Conicet y de la UNC.

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.

“Es un claro ejemplo de que la ciencia básica argentina puede llevar a desarrollo importantes que luego pueden tomar las industrias locales y así hacer crecer la economía y el trabajo calificado”, concluye Barraco.

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