Un equipo de investigadores ha diseñado cátodos de batería hechos de subproductos de lignina, provenientes de la industria del papel y la celulosa, que pueden conducir a la producción de electrodos más baratos y seguros.
Este nuevo y recargable cátodo de batería es comparable a otros que requieren metales preciosos o materias primas raras. Grzegorz Milczarek, de la Universidad Tecnológica de Poznan (Polonia), y Olle Inganäs, de la Universidad de Linköping (Suecia) combinaron derivados de la lignina con un polímero conocido como polipirrol, para crear este dispositivo. Su investigación ha sido publicada en la revista 'Science'.
'La ventaja de utilizar un material renovable para el almacenamiento de carga es la enorme disponibilidad de este material, proveniente del cultivo de plantas que contienen, aproximadamente, entre un 20 y un 30 por ciento de lignina', afirma Inganäs.
Según ha destacado el investigador, la lignina es también un material de bajo valor, utilizado para la combustión. Las baterías de iones de litio, por otro lado, requieren óxidos metálicos y, algunos de esos materiales, como el cobalto, son más bien raros.
La lignina es el segundo polímero más común, y es producido en la naturaleza por organismos vivientes (como la celulosa). Además, los derivados de la lignina se pueden encontrar en abundancia en los productos de desecho del procesamiento del papel.
Como los dos investigadores muestran en su estudio, las cualidades aislantes de los derivados de la lignina se pueden combinar con la conductividad del polipirrol, para crear un material compuesto que contiene, efectivamente, una carga eléctrica.
Además, el estudio ha descrito cómo una clase de compuestos orgánicos, conocidos como quinonas, permiten que los derivados de lignina arrojen un protón y almacenen esta carga eléctrica, en su lugar. El polipirrol es capaz de aferrarse a estos protones sueltos, hasta que la carga es liberada, y el protón vuelve al grupo de quinonas del derivado de lignina.
Estas baterías recargables son todavía limitadas, según los investigadores, debido a que pierden lentamente su carga eléctrica. Sin embargo, también han observado que varios derivados de la lignina actúan de forma diferente en el cátodo, dependiendo de cómo se procesen -esta observación significa que hay mucho margen para la optimización de estas baterías.
'La ventaja de utilizar un material renovable para el almacenamiento de carga es la enorme disponibilidad de este material, proveniente del cultivo de plantas que contienen, aproximadamente, entre un 20 y un 30 por ciento de lignina', afirma Inganäs.
Según ha destacado el investigador, la lignina es también un material de bajo valor, utilizado para la combustión. Las baterías de iones de litio, por otro lado, requieren óxidos metálicos y, algunos de esos materiales, como el cobalto, son más bien raros.
La lignina es el segundo polímero más común, y es producido en la naturaleza por organismos vivientes (como la celulosa). Además, los derivados de la lignina se pueden encontrar en abundancia en los productos de desecho del procesamiento del papel.
Como los dos investigadores muestran en su estudio, las cualidades aislantes de los derivados de la lignina se pueden combinar con la conductividad del polipirrol, para crear un material compuesto que contiene, efectivamente, una carga eléctrica.
Además, el estudio ha descrito cómo una clase de compuestos orgánicos, conocidos como quinonas, permiten que los derivados de lignina arrojen un protón y almacenen esta carga eléctrica, en su lugar. El polipirrol es capaz de aferrarse a estos protones sueltos, hasta que la carga es liberada, y el protón vuelve al grupo de quinonas del derivado de lignina.
Estas baterías recargables son todavía limitadas, según los investigadores, debido a que pierden lentamente su carga eléctrica. Sin embargo, también han observado que varios derivados de la lignina actúan de forma diferente en el cátodo, dependiendo de cómo se procesen -esta observación significa que hay mucho margen para la optimización de estas baterías.
