Almacenar energías limpias con suciedad

¿Alguna vez imaginó que el estiércol de gallina, el sargazo o el desperdicio de la cebolla pudiera ser la materia prima de productos de alto valor agregado en el sector energético? Una investigación del Cinvestav Unidad Saltillo está haciendo esto realidad, al emplear esos desechos en la elaboración de biocarbones útiles para baterías, celdas de combustible y supercapacitores, todos dispositivos alternativos en la generación y almacenamiento de energía limpia.

La investigación encabezada por Ivonne Liliana Alonso Lemus, adscrita al Programa de Sustentabilidad de los Recursos Naturales y Energía del Cinvestav, busca emplear fuentes de biomasa tales como desperdicios de cebolla, sargazo y gallinaza (estiércol de gallina) en la elaboración de biocarbones, los cuales se pueden obtener a través de procesos verdes que no requieren de tecnologías sofisticadas, de tal manera que sea rentable su producción.

De acuerdo con Alonso Lemus, la carbonización de los desechos debe realizarse en hornos ausentes de oxígeno, para después realizar su activación empleando diferentes agentes químicos, obteniendo así los biocarbones que se emplearán en dispositivos de almacenamiento y generación de energía sustentable.

“Se trata de un proceso sencillo que consiste someter los desechos en un horno en atmósfera inerte (sin oxígeno) a 400-600 grados (centígrados), para precarbonizarlo. Es importante que en el horno no haya oxígeno, porque de lo contrario se obtendría bióxido de carbono.

En este proceso el carbón producido presenta baja área superficial; es decir, que es poco poroso, por lo que el siguiente paso es dar un tratamiento adicional con agentes químicos, ya sean ácidos o bases fuertes, para generar poros en la superficie y generar lo que se conoce como carbón activado, el cual vuelve a pasar por un tratamiento térmico de mayor temperatura”, explicó la investigadora del Cinvestav.

El material que se obtiene es un polvo negro que se muele a fin de generar partículas pequeñas, las cuales se combinan con un agente aglutinante para formar electrodos que conformen los dispositivos de almacenamiento y generación de energía limpia.

Si bien se sabe que la cáscara de la cebolla, el sargazo o la gallinaza no son materiales conductores de electricidad, al carbonizarlos con estos procesos adquieren características de conductor eléctrico. Uno de los usos que se les pueden dar a los carbones obtenidos es en los supercapacitores, empleados para almacenar grandes cantidades de energía, los cuales son usados en sistemas híbridos de diversas fuentes de energías alternativas, por ejemplo, la solar o eólica, las cuales requieren de distintos dispositivos para almacenar energía.

Actualmente existen otras alternativas a nivel internacional para obtener biocarbones, pero la investigación del Cinvestav se centra en utilizar residuos abundantes en el país y que en otras naciones no se han reportado. Por ello, se han generado diversas publicaciones científicas originales.

“Hay muchas investigaciones donde emplean diferentes fuentes de biomasa que son alimentos para obtener biocarbones, como por ejemplo la soya, pero nosotros somos selectivos en no usar alimentos porque esto podría causar un déficit alimentario. Por eso, utilizamos desechos, incluso estamos estudiando el uso de sargazo, que actualmente se ha convertido en un problema para el sector turístico nacional”, expuso Alonso Lemus.

Por el momento, la investigación del Cinvestav busca optimizar los biocarbones y posteriormente solicitar una patente que pudiera transferirse o vincularse con el sector productivo, ya que estos biocarbones son productos de alto valor agregado y con un amplio nicho de mercado.