¿Y si los cangrejos resolvieran el gran problema de las baterías?

Los cangrejos en particular, y otros crustáceos, podían ser la clave para dejar de depender del litio en la fabricación de las baterías de los vehículos eléctricos. Un grupo de ingenieros de la Universidad de Maryland (EE UU) han ensayado con los caparazones de los crustáceos, y la quitina que contienen, como sustituto del carísimo litio.

No hay que olvidar que la extracción de litio tiene un coste considerable y destructivo para el medioambiente. Además, las baterías de iones de litio no son fácilmente degradables o reciclables, lo que las hace incompatibles con la sostenibilidad, al menos en su forma actual.

El problema finito del litio

Adicionalmente, el precio del litio en el mercado ha escalado hasta valores insospechados desde hace unos meses. La guerra Rusia-Ucrania también ha sido uno de los detonantes, ya que la Federación Rusa es el mayor exportador de litio del mundo y debido a los embargos internacionales impuestos a Putin por su invasión de Ucrania, este ha decidido detener la exportación del mineral.

Esta conjunción ha elevado el precio del kilo de litio en los mercados internacionales, muy por encima del precio del valor refugio que siempre ha sido el oro.

Buscando soluciones

Ante este panorama con el litio, muchos científicos y laboratorios comenzaron a investigar posibles sustitutos. Entre los diferentes materiales, los investigadores de la Universidad de Maryland han encontrado en el quitosano una gran opción para el futuro de las baterías de los vehículos cero emisiones. En el estudio publicado hace escasos días, destacan los grandes resultados con este polímero.

Durante lustros, la comunidad científica ha extraído la quitina de los caparazones de los crustáceos para todo tipo de aplicaciones, desde tejidos hasta plásticos biodegradables. Tanto la quitina como su polímero hermano, el quitosano, se consideran ecológicos y no tóxicos, por lo que ha habido mucho interés en incorporar estos compuestos químicos a las baterías.

Ha sido en los últimos años donde más se ha jugado con la quitina de los crustáceos, tratando de incorporar la sustancia orgánica a las baterías. Ya en 2016, en el laboratorio de la Universidad de Columbia Británica, descubrieron que cuando se cocina la quitina con nitrógeno a altas temperaturas, el antiguo caparazón del cangrejo se transforma en un material de carbono-nitrógeno adecuado para los electrodos.

El futuro es el quitosano

El trabajo en el laboratorio en la Universidad de Maryland está dando sus frutos. La conjunción entre el ánodo de zinc sobre el separador de quitosano y zinc junto con un cátodo hecho de un compuesto orgánico llamado polisulfuro de benzoquinonilo, dio sus frutos. Generó una corriente eléctrica de 50 miliamperios por centímetro cuadrado durante 400 horas (o 1.000 ciclos de carga), lo que se acerca mucho a lo que pueden hacer las pequeñas baterías de litio.

Otra de las grandes ventajas de la quitina es su precio. El quitosano solo cuesta unos 1,75 euros por gramo y no hizo falta mucha cantidad para fabricar el prototipo de la Universidad de Maryland (unos 20 microgramos para una batería del tamaño de una moneda), eso puede dar a la batería de quitosano y zinc una ventaja en cuanto al precio respecto a las baterías de iones de litio. Además, siguiendo esa progresión, incidiría de manera ostensible en la reducción de la factura de los coches eléctricos.

Aunque no todo son ventajas. Los propios investigadores han reconocido que aunque las baterías con este material son biodegradables, hay que contar con la huella de carbono a la hora de capturar los crustáceos, transportarlos, procesarlos, etc. La recuperación de la quitina y su transformación en quitosano no están, hasta ahora, libres de huella de carbono.