Los caparazones de cangrejo podrían alimentar la próxima generación de baterías recargables

Este trabajo podría ayudar a desarrollar tecnologías de baterías más sostenibles

15.03.2023 - Estados Unidos

Cualquiera que haya disfrutado alguna vez de unas patas de cangrejo o una cola de langosta puede dar fe de lo difícil que es atravesar sus duros caparazones. Pero en lugar de tirarlas a la basura, los investigadores están "reciclando" estos caparazones para convertirlos en materiales porosos rellenos de carbono con una amplia variedad de usos. Ahora, un equipo que publica un artículo en ACS Omega ha utilizado este "carbono de cangrejo" para crear materiales anódicos para baterías de iones de sodio, un competidor prometedor de la química de iones de litio.

Las baterías de iones de litio se han hecho omnipresentes en los últimos años, alimentando teléfonos, coches e incluso cepillos de dientes. Pero como la cantidad de litio metálico en el mundo es limitada, algunos investigadores se han centrado en sus "primos químicos". Anteriormente, los investigadores crearon una pila biodegradable de iones de zinc utilizando la quitina de los caparazones de cangrejo. Pero estos residuos también podrían convertirse en "carbono duro", un material que se ha estudiado como posible ánodo para las baterías de iones de sodio. Aunque químicamente similares al litio, los iones de sodio son más grandes y, por tanto, incompatibles con el ánodo de una batería de iones de litio, que suele estar hecho de grafito. Cuando el carbono duro se combina con materiales semiconductores metálicos, como los dicalcogenuros de metales de transición (TMD), el material puede convertirse en un ánodo de batería viable. Así pues, Yun Chen, Yue Zhao, Hongbin Liu y Tingli Ma querían estudiar cómo combinar dos TMD distintos -sulfuro de estaño y sulfuro de hierro- con carbono duro procedente de caparazones de cangrejo para fabricar un ánodo de batería de iones de sodio viable.

Para fabricar su "carbono de cangrejo", los investigadores calentaron caparazones de cangrejo a temperaturas superiores a 1000 F. A continuación, añadieron el carbono a una solución de sulfuro de estaño (_SnS2) o de sulfuro de hierro (_FeS2), y luego los secaron para formar ánodos. La estructura porosa y fibrosa del carbono de cangrejo proporcionaba una gran superficie, lo que mejoraba la conductividad del material y su capacidad para transportar iones con eficacia. Cuando se probaron en una batería modelo, el equipo comprobó que ambos compuestos tenían buena capacidad y podían durar al menos 200 ciclos. Los investigadores afirman que este trabajo podría proporcionar una vía para reciclar otros residuos y ayudar a desarrollar tecnologías de baterías más sostenibles.

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