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Uso de agua para reciclar baterías

30.04.2020

Los fabricantes utilizan disolventes orgánicos tóxicos para producir y procesar baterías de iones de litio. Esto complica los procesos y los hace peligrosos para el medio ambiente y la salud humana. Cambiar de solventes a soluciones acuosas puede hacer que el reciclaje de baterías sea menos dañino y generalizado.

Los fabricantes de baterías se muestran escépticos sobre el uso de soluciones acuosas en procesos tecnológicos. El agua reacciona con el litio y degrada el rendimiento de la batería. Pero los científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge y Virginia Tech aceptaron el desafío y, en el camino, se obtuvieron algunos resultados alentadores.

El nuevo desarrollo ha reemplazado el aglutinante de fluoruro de polivinilideno (PVDF), popular entre los fabricantes de baterías, por otros dos: un aglutinante dispersable en agua a base de látex y un aglutinante de estireno-butadieno soluble en agua. Se entiende que el primero se usa junto con un solvente orgánico (generalmente N-metil-2-pirolidona, NMP), mientras que los otros dos interactúan con el agua.

Se necesitan aglutinantes para fabricar cátodos y ánodos de batería. El diseño de los electrodos incluye materiales electroquímicos en forma de polvos (metales y grafito), los cuales deben ser moldeados y aplicados a colectores de corriente de cobre o lámina de aluminio. Si se usa PVDF para hacer electrodos, entonces se usan solventes orgánicos, que también se usan en el procesamiento de electrodos después del final de la vida útil de la batería. El cambio a soluciones acuosas y aglutinantes solubles en agua permite eliminar los disolventes nocivos tanto en la etapa de fabricación de la batería como en la etapa de reciclaje.

Experimentos posteriores con baterías de cátodos y ánodos, producidas con soluciones acuosas, demostraron que después de miles de ciclos de carga, el funcionamiento de las baterías prácticamente no difiere del de las baterías de referencia producidas con solventes orgánicos. Hay esperanza en esto para transferir la producción dañina a una base más respetuosa con el medio ambiente.

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Desalación de agua de mar a base de membrana de nanofibras 06.07.2021

Científicos coreanos han creado un método de desalinización que puede hacer que el agua de mar sea potable en minutos. Para ello, utilizaron un proceso de destilación por membrana.

Gracias al método de destilación por membrana, los científicos pudieron eliminar el 99,9% de la sal del agua en un mes. Sin embargo, el principal problema al desarrollar este método fue que dichos filtros dejan de filtrar agua después de que la membrana se moja, por lo que era necesario crear un material que fuera lo más resistente posible a la humedad. Y al mismo tiempo, debe conservar la capacidad de filtrar el agua. Como resultado, la membrana estaba hecha de nanofibras de polímero, que se fabrican por electrohilado, cuando los hilos de la fibra de la membrana se forman en un campo electrostático.

Los científicos utilizaron una mezcla de polímeros de fluoruro de polivinilideno y hexafluoropropileno como base y un aerogel de silicato mezclado con un polímero de baja concentración como cubierta para producir una membrana compuesta con una superficie superhidrofóbica. Si se comercializa, esta solución podría ayudar a aliviar la crisis del agua potable exacerbada por el cambio climático, ya que consume menos energía.

La mayoría de las plantas desalinizadoras modernas consumen una gran cantidad de energía para su funcionamiento. Además, como consecuencia del funcionamiento de las estaciones desaladoras, en el residuo queda salmuera, que luego se vierte de nuevo a los mares y océanos. Según la ONU, más de 3 mil millones de personas en todo el mundo sufren escasez de agua.

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