El crecimiento de la población en todo el mundo y el aumento del consumo energético han despertado el interés hacia nuevos materiales alternativos de almacenamiento de energía. La Universidad de Córdoba, con otros centros internacionales, han diseñado por primera vez una batería más sostenible a partir de residuos de pescado.
Solo en China se producen cerca de 59 millones de toneladas de pescado al año, de las cuales, el 58 % no se consume como alimento y termina convirtiéndose en basura biológica.
Ahora, científicos la Universidad de Córdoba, la universidad china de Xiamen y el Instituto Tecnológico de Wentworth (Bostón, EE UU), han conseguido aprovechar distintas partes recogidas el puerto de Shapowei de la tilapia, un pescado común de cuyos desechos –vísceras, cabeza, escamas y aletas– ha sido extraído el colágeno para su uso en sistemas de almacenamiento de energía.
Los residuos de pescado son ricos en nitrógeno, oxígeno, hidrógeno o carbono, elementos útiles en baterías debido a su electronegatividad, naturaleza estable y estabilidad térmica. Según explica el investigador responsable del proyecto en la UCO, Gregorio Ortiz, el colágeno ha sido utilizado como ánodo (polo negativo) y sometido a distintas pruebas de laboratorio para realizar una estimación de cómo sería su funcionamiento al combinarse con cátodos (polo positivo) convencionales.
El estudio ha experimentado con baterías de litio, utilizadas a escala mundial, y con dispositivos de sodio y magnesio, dos de los principales candidatos llamados a sustituir a un litio concentrado en pocos países y cuya disponibilidad podría escasear en el futuro.
Según las conclusiones del trabajo, los valores de capacidad alcanzados en los tres casos son muy similares, e incluso superiores en algunos rangos, a los obtenidos con otros materiales sintetizados por vía química, con la ventaja de que, en esta ocasión, el ánodo de la batería proviene de un material sostenible y que a menudo suele convertirse en millones de toneladas de desecho.
El trabajo, para el que la Universidad de Córdoba ha desarrollado el estudio electroquímico y analizado los distintos mecanismos reacción, abre una nueva vía para el aprovechamiento de este residuo como material sostenible de almacenamiento de energía.
Sin embargo, aún queda recorrido para que estas baterías puedan mercantilizarse. “En el estudio hemos analizado la densidad energética a nivel de celda, en base a la masa de los electrodos. Para poder comercializarlas tendríamos que considerar la masa del ensamblaje”, añade Gregorio Ortiz. En ese caso, estos nuevos dispositivos podrían tener utilidad como soporte en almacenamiento de energía eólica o fotovoltaica, sistemas en los que son necesarios grandes volúmenes de material disponible.
Un nuevo uso para un nuevo reto
Se trata de la primera vez en la que el colágeno de los residuos de pescado se emplea para su uso en baterías. Este material, no obstante, ya había sido utilizado anteriormente en otros sectores de la industria.
Dopado con paladio, este residuo marino ha demostrado ser útil como catalizador para eliminar el benceno, un compuesto volátil contaminante que causa problemas ambientales y de salud.
Ahora, la investigación recoge este colágeno enriquecido para darle un nuevo uso que, según concluye el investigador responsable en la UCO, “podría suponer un nuevo reto para la industria y aportar ventajas económicas y medioambientales a largo plazo”.
Referencia:
Odoom-Wubah, Tareque & Rubio, Saúl & Tirado, José L. & Ortiz, Gregorio F. & Akoi, Bior & Huang, Jiale & Li, Qingbiao. (2020). “Waste Pd/Fish-Collagen as anode for energy storage”. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 131. 109968. 10.1016/j.rser.2020.109968.
La investigación, financiada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y con fondos de becas Erasmus Mundus, ha estado desarrollándose durante dos años y surgió a raíz de una colaboración internacional en 2015 entre la Universidad de Córdoba y de Xiamen (China).
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Fuente: UCO