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Plátano, aguacate y caña aportan energía para pilas orgánicas

Una mezcla de cáscara de plátano, semilla de aguacate y bagazo de caña panelera se convirtió en la materia prima para reutilizar las pilas AAA –de uso común en los hogares– y fabricar pilas orgánicas.

Manizales, 25 de marzo de 2021Agencia de Noticias UN-

Micrografía con microscopio electrónico de la caña panelera. Fotos: Favio Rosero.

Proceso de fabricación de las celdas solares.

Pilas minutos después de su fabricación.

Pilas en su estado actual.

Micrografía de la semilla de aguacate.

Estos residuos se procesaron al punto de carbonización en un horno a alta temperatura, se maceraron y al final se obtuvo el polvo utilizado para producir las pilas orgánicas.

El ingeniero físico Favio Nicolás Rosero Rodríguez, magíster en Ciencias Físicas de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, encontró así la manera de reutilizar las baterías AAA, de uso común en los hogares, y de paso una alternativa para reemplazar los químicos peligrosos de las pilas –como dióxido de manganeso y cloruro de amonio– por otros provenientes de residuos orgánicos, en una labor con el grupo de investigación de Física de Plasma.

El investigador explicó que para este proceso se tomaron elementos de las pilas AAA desechadas, se les retiró el material contaminante, los casquetes de zinc y el grafito que quedaron se rellenaron con el químico obtenido.

Pero la labor fue más allá, pues sintetizaron el material a escala nanométrica, una tecnología más avanzada. “Los materiales llevados a escalas tan pequeñas potencian propiedades que tienen y generan nuevas propiedades, y por eso es interesante escalarlos a nanopartículas de plata por un método sencillo que es económico y más amigable con el medioambiente que otros procesos de síntesis”, explicó el investigador Rosero.

Efectivas y resistentes

El primer paso del experimento consistió en adecuar un horno microondas convencional para manejar la potencia y la temperatura; en este se sintetizaron las nanopartículas (pequeñas esferas), las cuales se mezclaron con el grafito y se obtuvo el electrolito (para paso de la energía) y se añadieron a un líquido denominado polietilenglicol, sobre el que quedaron suspendidas las nanopartículas.

“El polietilenglicol tiene un punto de fusión por debajo de los 0 °C y un punto de ebullición de 273 °C. En ninguna región de Colombia vamos a tener esas temperaturas, por lo que el tiempo de vida útil es muy alto, y con este material orgánico la degradación será más lenta. Tiene además una eficiencia en cuanto a voltaje del 90 % en comparación con las baterías del mercado y su proceso es muy económico”, añadió el ingeniero.

Las pruebas de carga, descarga y estabilidad se realizaron con pilas fabricadas con mezclas en iguales proporciones del polvo de la semilla, la cáscara y el bagazo, y se concluyó que el aguacate tuvo un tiempo de degradación más lento, aunque ambos elementos fueron efectivos.

También mostraron resistencia ante cambios de temperatura en tres regiones del país de climas cálido, templado y frío, y ante la humedad que provoca una degradación rápida. Además, el peso fue de 3 g menos que las pilas tradicionales.

“Los cambios de humedad en tres puntos del país no han influido; en un análisis superficial del casquete de zinc se suponía que en cinco meses ese material se iba a podrir, las pilas iban a empezar a oxidarse y a botar líquido, pero pasó más de un año y siguen como en su estado inicial”, dijo el ingeniero Rosero, quien anunció que el proceso de patente ante la Superintendencia de Industria y Comercio está en curso desde el año pasado.

En una segunda parte del proyecto se hizo el ensayo sobre celdas solares. El proceso se realizó sobre vidrios conductores que tienen una capa de estaño y flúor y otro recubierto con estaño e indio.

En este caso, en vez de utilizar las nanopartículas se usaron nanoalambres de zinc. También se usó el microondas, que fue un método fácil, económico y no es dañino con el medio ambiente, pues su tiempo de síntesis fue de 15 a 45 segundos. “Ese material se obtiene en polvo, lo aplicamos por la superficie de vidrios conductores, y para darle un funcionamiento más óptimo usamos el grafito. Después de fabricar las celdas se expusieron al sol y generaron corriente de voltaje. El polietilenglicol cumplió con la función de proteger los dispositivos de la temperatura y la humedad, que son más frecuentes porque se exponen a la intemperie. Ahora sigue la labor de profundizar en estos elementos”, explicó el magíster.

Por su facilidad de fabricación y su eficiencia, el ingeniero denomina estas pilas orgánicas como “amigables con el medioambiente”.

(Por: fin/LGH/MLA/LOF
)
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