Un desecho como batería

Los investigadores que trabajan en el Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping (Suecia), son el foco de atención al final de esta semana. Los científicos confirmaron las ventajas que podría acarrear la producción de pilas de combustible a base de lignina, un elemento que habitualmente se deshecha en la fabricación de papel.

El estudio reveló que la generación de energía eléctrica de una pila de lignina es similar a la producida por las actuales pilas de etanol o metanol, pero sin el efecto contaminante de estas últimas. Junto con las baterías recargables y no recargables, las pilas de combustible han sido una de las áreas científicas que mayor potencialidad han perfilado en estos años.

Los principales elementos utilizados en dichas baterías eran el hidrógeno y el metanol, sin embargo, ambos presentan inconvenientes. El primero se obtiene mediante el uso de gas natural y fuentes energéticas no renovables, favoreciendo la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera. El segundo, es abundante en la naturaleza pero su uso en pilas de combustible genera gases de efecto invernadero como subproducto.

Para la producción de baterías de lignina, cabe recordar que primero es necesario procesarla. Este polímero requiere un tratamiento industrial para romper sus moléculas y obtener los llamados bencenodioles, capaces de generar una cantidad de energía considerable. Uno de estos bencenodioles, el catecol, supone hasta el 7% de la lignina y es el que han elegido los investigadores suecos como eje central de su propuesta.

Dado que la utilización del catecol no resulta compatible con el uso de electrodos metálicos, como el platino, en las pilas de combustible, los investigadores suecos recurrieron a los electrodos poliméricos. Más precisamente, un polímero llamado PEDOT:PSS, que hasta la fecha apenas había sido explorado en este campo.

El resultado final es una novedosa pila de combustible construida con materiales más baratos que las existentes en el mercado, y sin generación de dióxido de carbono. Sin duda, a falta de la optimización del sistema, se trata de una innovadora tecnología con un gran potencial.

Hasta ahora, uno de los problemas irresueltos era cuándo y por qué los componentes orgánicos, que pueden tener igual o superior capacidad de almacenar energía y son más abundantes, baratos y limpios, dejan de funcionar o ser eficientes en la batería orgánica. Sin embargo, una investigación en Cambridge publicada por la prestigiosa revista Nature en marzo de este año develó avances con la quinona, una molécula presente en la lignina (polímero orgánico aromático que es uno de los más abundantes en el mundo vegetal) y obtenible por medio de resonancia magnética nuclear.

Si bien el uso de baterías de combustible no se extendió tanto como las pilas de litio o de cadmio, sí se usan para los medios de transporte urbanos. Además, como generadores eléctricos portátiles para suministrar entre 5-500 kW de potencia.

Por otro lado, las previsiones indican que las baterías como las de lignina podrían ser utilizadas como generadores eléctricos para los hogares, cuyo uso ya ha sido probado en Japón mediante varias experiencias piloto. En general, algunas de las grandes ventajas de las pilas de combustible son su gran autonomía, su recarga instantánea y su ligereza. Y en el caso particular del desarrollo hecho por la Universidad sueca, su bajo costo de producción. 

NdR, 28 de agosto de 2020.