Desde 1991, año en el que se
desarrolló la primera batería de iones de litio, los
científicos han estado buscando un nuevo compuesto para reemplazar al
grafito debido a sus limitaciones, tanto en términos de almacenamiento como en
estrés físico.
Ahora, científicos en Indiana,
EE.UU están investigando cómo el polen podría ser utilizado como una
alternativa al grafito en las baterías de iones de litio. Si bien la
investigación es muy preliminar, los primeros resultados sugieren que las
estructuras naturales derivadas del polen podrían proporcionar un reemplazo
eficiente y renovable al grafito, y que además es capaz de ofrecer un
rendimiento superior. Los resultados han sido publicados en Scientific Reports.
"Me puse a buscar en el
polen cuando mi madre me dijo que había desarrollado síntomas de alergia al
polen hace un par de años", dijo
el investigador Jiliang Tang de la Universidad de Purdue. "Me fascinó
la belleza y diversidad de las microestructuras del polen. Pero la idea de
utilizarlos como ánodos para baterías en realidad no empieza hasta que comencé
a trabajar en la investigación sobre baterías y aprendí más acerca de la carbonización
de biomasa".
Las baterías tienen dos
electrodos, llamados cátodo (polo positivo) y ánodo (polo negativo). Cuando los
dos están conectados por un cable, los electrones fluyen a lo largo del
circuito, produciendo una corriente de electricidad. "Nuestros resultados
han demostrado que el polen podría producir arquitecturas de carbono para
aplicaciones de ánodos en dispositivos de almacenamiento de energía", dijo
un miembro del equipo, Vilas Pol.
En concreto, los
investigadores están interesados en dos tipos de pólenes sintéticos que ellos
han derivado de fuentes naturales: el polen de abeja y polen de anea.
"Ambos están disponibles en abundancia", dijo
Pol. "El fondo aquí es que queremos aprender algo de la naturaleza,
que podría ser útil en la creación de mejores baterías con materia prima
renovable."
Los investigadores tomaron
muestras naturales de cada
variedad de polen y los procesaron en una cámara llena de gas argón a alta
temperatura, mediante un procedimiento llamado pirólisis. Mientras que el polen
de abeja es una mezcla de diferentes tipos de polen recolectado por las abejas
de la miel, el polen de anea tiene la misma forma.
La pirólisis dio como
resultado carbono puro con la forma original de las partículas de polen. Un
posterior calentamiento en presencia de oxígeno luego formó los poros en las
estructuras de carbono lo que ayuda a aumentar su capacidad de almacenamiento.
En las pruebas con los ánodos
de polen, una carga de 10 horas resultó en una carga completa, y sólo una hora
de carga resultó en más de la mitad de la carga total. El polen de anea se
comportaron mejor que el polen de abeja, entregando una alta capacidad de 590
miliamperios hora por gramo en las pruebas a 50 grados Celsius y 382 mAh / g a
25 grados centígrados. "La capacidad teórica de grafito es de 372
miliamperios hora por gramo, y logramos 200 miliamperios hora después de 1 hora
de carga", dijo Pol.
Los investigadores desean
desarrollar una batería en base a polen que pueda tener usos comerciales "Estamos
introduciendo el concepto fascinante aquí", añadió
Pol. "Se necesita más trabajo para determinar qué tan práctico que
podría ser." Será una buena idea, siempre y cuando no tengamos que tomar
un hipoalergénico cada vez que usemos el cell.
FUENTE: SCIENCEALERT