Los ánodos de caparazón de cangrejo ayudan a alimentar las baterías de iones de sodio. Depositphotos Si bien los consumidores de cangrejos...
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| Los ánodos de caparazón de cangrejo ayudan a alimentar las baterías de iones de sodio. Depositphotos |
Si bien los consumidores de cangrejos saben exactamente lo que el núcleo de un crustáceo tiene para ofrecer, los científicos buscan cada vez más el exoesqueleto del animal en busca de medicina y biotecnología novedosas.
14 marzo 2023.- Gran parte del interés se ha centrado en el quitosano, un derivado del polímero polisacárido quitina que abunda en las conchas de los crustáceos, así como en los exoesqueletos de insectos y las paredes celulares de los hongos. Pero los científicos ahora han descubierto que reciclar los desechos de la cáscara en carbono duro puede formar una parte clave del circuito eléctrico para las baterías recargables a base de sodio, una alternativa sostenible a la tecnología actual de litio.
Los investigadores descubrieron que la producción de carbono duro a partir de la carcasa tiene el potencial de funcionar como ánodo para las baterías de iones de sodio. Al calentar los caparazones a temperaturas superiores a los 538 °C (1000 °F), convirtieron el caparazón en carbono y lo agregaron a una solución de sulfuro de estaño (SnS 2 ) o sulfuro de hierro (FeS 2 ). Esto formó un ánodo viable de iones de sodio, o electrodo positivo, de la batería.
Las baterías de iones de sodio (SIB) son una tecnología emergente y una alternativa sostenible a las baterías de iones de litio (LIB). Aunque químicamente similares al litio, los iones de sodio son más grandes y requieren un ánodo diferente al de los que normalmente están hechos de grafito. Aquí es donde el equipo investigador encontró una alternativa compatible en los cangrejos.
El carbón del cangrejo proporcionó un ánodo poroso, fibroso y de gran superficie que mejoró la conductividad y la capacidad de transportar iones de sodio. Y el equipo descubrió que en su modelo de batería, tanto los compuestos de estaño como de hierro tenían capacidades de recarga decentes de al menos 200 ciclos. Si bien no está en el territorio de las baterías de litio, es un paso positivo hacia una tecnología de baterías más sostenible. El estudio fue publicado en la revista ACS Omega .
El año pasado, el Foro Económico Mundial arrojó luz sobre muchos problemas relacionados con la viabilidad actual de la extracción de litio, prediciendo una posible escasez del recurso finito a partir de 2025. El problema se ve agravado por su impacto ambiental, con el alto costo del agua que exige la extracción de litio. , con gran parte de las fuentes más grandes del mundo del mineral (Australia, América del Sur) también en regiones propensas a la sequía. Con su uso en la tecnología de baterías EV alimentando la gran demanda, ha comenzado la carrera para desarrollar nuevas alternativas sostenibles.
Este estudio se produce seis meses después de que los científicos descubrieran que un electrolito en gel derivado del quitosano podría ayudar a alimentar las baterías de zinc, demostrando ser mucho más sostenible y sin productos químicos corrosivos e inflamables como los que se encuentran en las soluciones actuales de electrolitos de transporte de iones de baterías de litio.
Anteriormente, la quitina y el quitosano han desempeñado un papel clave en la pintura autorreparable , los transistores biotecnológicos , los sustitutos del plástico , los filtros del virus de la gripe y los medicamentos antivirales.
Por otro lado, los científicos también están trabajando arduamente para encontrar alternativas a la fuente problemática de lisado de amebocitos de Limulus (LAL) a partir de sangre de cangrejo herradura, que durante más de 40 años ha sido una parte integral del desarrollo de vacunas seguras y otros inyectables.
El carbono del cangrejo se puede crear únicamente a partir de subproductos, que el equipo considera que tienen un impacto mínimo en las poblaciones animales, además de los beneficios ambientales más amplios de alejarse del litio. A medida que aumenta el coste de las materias primas de litio, también es una alternativa más económica.
Fuente: Sociedad Química Estadounidense
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