¿Y si pudieras resolver dos de los mayores problemas de la Tierra de un solo golpe? Ingenieros de la UC Riverside han desarrollado una forma de reciclar los residuos plásticos, como las botellas de refrescos o de agua, en un nanomaterial útil para el almacenamiento de energía.
Mihri y Cengiz Ozkan y sus estudiantes han estado trabajando durante años en la desarrollo de materiales mejorados para el almacenamiento de energía a partir de fuentes sostenibles, como botellas de vidrio, arena de playa, Silly Putty o champiñones Portobello. Su último éxito podría reducir la contaminación plástica y acelerar la transición a una energía 100% limpia.
Se espera que el 30% del parque automovilístico mundial sea eléctrico para 2040, y el alto coste de las materias primas para las baterías es un desafío. El uso de residuos y el reciclaje de botellas de plástico podría reducir el coste total de las baterías y hacer que la producción de baterías sea más sostenible, además de eliminar la contaminación plástica en todo el mundo.
Mihri Ozkan, profesor de ingeniería eléctrica de la UCR.
En un artículo publicado en Energy Storage, los investigadores describen un proceso sostenible y sencillo para el reciclaje de los residuos plásticos de polietileno tereftalato, o PET, que se encuentran en las botellas de refrescos y muchos otros productos de consumo, en una nanoestructura porosa de carbono.
Primero disolvieron trozos de botellas de plástico PET en un disolvente. Luego, usando un proceso llamado electrospinning, fabricaron fibras microscópicas del polímero y carbonizaron los hilos de plástico en un horno.
Después de mezclarlas con un aglutinante y un agente conductor, el material se secó y se ensambló en un supercondensador eléctrico de doble capa en un formato de tipo célula de moneda.
Aunque no almacenan tanta energía como las baterías de iones de litio, estos supercondensadores pueden cargarse mucho más rápido, lo que hace que las baterías basadas en residuos plásticos sean una buena opción para muchas aplicaciones.
En la UCR, hemos dado los primeros pasos para reciclar los residuos plásticos en un dispositivo de almacenamiento de energía recargable. Creemos que este trabajo tiene ventajas ambientales y económicas y nuestro enfoque puede presentar oportunidades para la investigación y el desarrollo futuros.
Arash Mirjalili, estudiante de doctorado y autor del estudio.
Los autores creen que el proceso es escalable y comercializable, y que representa un gran progreso para mantener los residuos de PET fuera de los vertederos y los océanos.
El upcycling de los residuos plásticos de PET para aplicaciones de almacenamiento de energía podría considerarse el santo grial para la fabricación ecológica a partir de fuentes de residuos sostenibles. Esta demostración de una nueva clase de electrodos en la fabricación de supercondensadores será seguida por una nueva generación de baterías de Li-ion en el futuro.
Cnegiz Ozkan, profesor de ingeniería mecánica.
Más información: ucr.edu
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