Alexandra Ramírez
ColaboradorEl huevo y el arroz son dos alimentos muy comunes en nuestra cocina. Quién sabe si algún día lo serán en nuestro coche o en nuestra industria. Un grupo de investigadores de la Universidad de Henan, en China, han presentado un sorprendente estudio en el que demuestran que estos ingredientes pueden utilizarse para fabricar un dispositivo que almacena y libera energía.
En la química está el truco. A nivel molecular, los alimentos tienen proteínas, carbohidratos y otros compuestos orgánicos que contienen carbono. Con un tratamiento adecuado, como por ejemplo el calor, pueden convertirse en materiales completamente distintos de aquello que fueron originalmente y, por tanto, dar lugar a unos nuevos con propiedades completamente diferentes.
En el caso de este estudio, los investigadores usaron una mezcla de residuos de huevo y arroz para desarrollar, gracias a su composición orgánica, un carbono poroso codopado con nitrógeno (que viene de las proteínas del huevo) y oxígeno. Para conseguirlo, sometieron la mezcla a una etapa de precarbonización y después a un proceso de activación pirolítica, creando así una materia prima perfecta para usar como electrodo de un supercondensador.
1.572 metros cuadrados escondidos en un solo gramo. El experimento utilizó una mezcla con una proporción de 1:1, que el equipo bautizó como YPAC-1 y que mostraba una estructura tridimensional descrita por los investigadores de forma similar a la de un panal, compuesta por muchísimos microporos y mesoporos. Al estar así dispuesta, aumenta la superficie enormemente. Y a más superficie, mayor interacción de los iones con el material y, por tanto, mayor carga.
Concretamente, el material alcanzó una superficie específica de 1.572,1 metros cuadrados por gramo y una capacitancia específica de 446,22 faradios por gramo.
10.000 ciclos después, el material sigue funcionando. Después de comprobar sus propiedades como material para supercondensadores, el equipo de Henan quiso comprobar también su durabilidad.
Los resultados fueron igualmente sorprendentes: después de 10.000 repeticiones, el material conserva el 82,26% de su capacitancia inicial. Eso sí, la prueba se realizó bajo condiciones controladas de laboratorio.
¿Cómo funciona un supercondensador? Al contrario que una batería, el material fabricado a partir de esta mezcla tratada de huevo y arroz actúa como un supercondensador. Las baterías convencionales almacenan energía mediante reacciones químicas. Los supercondensadores lo hacen de forma electrostática, mediante la acumulación de carga en la interfaz entre un electrodo y un electrolito. Cuanta más superficie accesible exista para que interactúen los iones, más oportunidades hay de almacenar carga.
Baterías y supercondensadores juegan cartas diferentes. La primera ofrece más energía almacenada por unidad de masa, mientras que el segundo destaca por su capacidad para cargar y descargar mucho más rápido. Por lo tanto, un supercondensador como el basado en este material serviría para entregar o recibir grandes cantidades de potencia rápidamente, mientras que una batería puede almacenar energía durante más tiempo.
¿Tendremos supercondensadores de huevo? El experimento es un punto de partida para demostrar que los residuos alimentarios pueden utilizarse como materia prima para fabricar carbono poroso destinado al almacenamiento de energía. Pero entre un resultado de laboratorio y un producto comercial hay un trecho considerable. De momento, este estudio de Henan es tan solo una prueba de concepto reservada al laboratorio. Está por ver si los restos de la cena algún día nos cargarán el coche eléctrico.
Imagen | Rodrigo Pereira
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