Investigadores de la UNAM crean baterías con plásticos reciclados

CIUDAD DE MÉXICO, 19 de diciembre de 2024.- Con plásticos reciclados, un equipo de científicos mexicanos encabezados por Jorge Oliva Uc, investigador del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la UNAM, con sede en Juriquilla, Querétaro, desarrolla baterías. La meta es reducir la presencia de plásticos en el ambiente, ya que al degradarse producen microplásticos que llegan a los suelos, ríos y océanos. 

Diversos materiales de ese tipo son de un solo uso, como los de mayonesa, kétchup (salsa de tomate), etcétera, por lo que decidimos explorar qué tan factible es recuperarlo para colocar sobre ellos electrodos de carbón (conductores eléctricos), los cuales se ensamblarán para fabricar baterías que sean capaces de competir con las AA y AAA, que son pesadas -entre 40 y 100 gramos-, las cuales contienen zinc, ácidos y metales pesados tóxicos. En contraste, las que elaboramos tienen un grosor máximo de un milímetro, su peso es menor a 10 gramos y son menos tóxicas, explicó Oliva Uc. 

La tecnología en general, y la electrónica en particular, tienden a avanzar y compactarse. Por ejemplo, hay celulares flexibles y se necesita que las pilas también lo sean. Etiquetas de refresco o sobres de salsa de tomate o mayonesa, pequeños y flexibles, son el material base o soporte mecánico (hecho de polipropileno, polietileno, PVC y poliéster) sobre el cual construimos los electrodos. 

Para elegir ese insumo, detalló, durante dos años se analizaron diferentes tipos de plásticos, como el de las botellas, envases de yogur, champú o detergentes, hasta llegar a la conclusión de que esos pequeños sobres de kétchup son los idóneos, entre otras razones porque no necesitan un proceso extra para moldearlos y hacerlos flexibles. 

Las innovadoras baterías tienen otras ventajas: a diferencia de las actuales que usan ácido tóxico (sales de litio) pueden emplear agua de mar como electrolito, para que sean amigables con el ambiente. 

Usar plásticos reciclados disminuye considerablemente su costo. El precio de una AA o AAA de marcas comerciales puede ser de 30 a 60 pesos. “La nuestra, sin tomar en cuenta la mano de obra, tiene un costo aproximado de cinco a ocho pesos, y son igual de eficientes para almacenar y generar carga”. Se cuenta con varios prototipos que se están valorando para ser patentados. 

El científico del CFATA-UNAM puntualizó que las baterías elaboradas a partir de plásticos reciclados fueron probadas en controles remotos de ventiladores y juguetes, además de encender focos LED. Ese es el nivel uno de prueba. Ahora lo que se quiere es optimizarlas para alcanzar 3.7 volts, pila que usa un teléfono móvil; y, posteriormente, lograr 12 volts para competir con las baterías de automóviles. 

De acuerdo con el informe De la contaminación a la solución: una evaluación global de la basura marina y la contaminación por plásticos (2021) del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, los microplásticos son una amenaza creciente en todos los ecosistemas, sobre todo para el mar. 

El documento destaca que los plásticos representan 85 por ciento de los residuos que llegan a los océanos y advierte que para 2040 los volúmenes que fluirán casi se triplicarán, con una cantidad anual de 23 a 37 millones de toneladas. Esto significa aproximadamente 50 kilogramos por metro de costa en el mundo. 

En México, según cifras del primer Inventario Nacional de Fuentes de Contaminación Plástica (2023), de la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales, el consumo per cápita anual de ese producto se estimó en 66 kilogramos, y la generación de residuos en 59 kilogramos. La proporción de desechos mal manejados con alto potencial de fuga al ambiente es de 38 a 58 por ciento. 

Se adelantan al futuro

De forma paralela, el equipo de Oliva Uc labora en el reúso de las baterías de litio, en especial de teléfonos móviles. Los grafitos y electrodos se utilizan para obtener otra clase de baterías que, si bien no son tan eficientes para un celular, son útiles para objetos que consumen menos energía. 

Lo que nos motiva a trabajar en el reciclado de sus componentes es que los autos eléctricos empiezan a venderse por decenas de miles de unidades y a competir con los de combustión. Cuando ese tipo de coches tiene ocho años de uso, sus baterías caducan. “¿Qué vamos a hacer con todo ese material?”, cuestionó. 

Nos estamos adelantando para desarrollar metodologías y reusar las partes de los acumuladores de litio de coches eléctricos (donados por una empresa en San Luis Potosí) y así fabricar otro tipo de baterías que sirva para alimentar objetos más pequeños, como juguetes, controles de televisión, etcétera. 

Más beneficios 

También se pretende reutilizar los electrodos de las baterías elaborados con plásticos reciclados, como flotadores para remover contaminantes del agua: colorantes, herbicidas o fármacos, porque 40 por ciento de las plantas de tratamiento de aguas residuales en México presentan dificultades para remover trazas de esos compuestos. De hecho, la mayoría de dichos lugares no están diseñados para hacerlo porque antes no existían, enfatizó. 

El electrodo, al ser un plástico delgado, puede recibir un tratamiento adicional para emplearse con esos fines, ya que al interactuar con la luz del sol elimina los compuestos contaminantes del agua. 

Queremos maximizar su uso de tal manera que con su utilización y reúso se atrase lo más posible su disposición final, y de esa manera se demore también la contaminación del ambiente, resaltó. 

En el grupo multidisciplinario hay 11 académicos de diferentes instancias como el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica; el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Saltillo; las universidades autónomas de Coahuila y de Querétaro; el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Occidente; además de estudiantes de licenciatura y posgrado de la UNAM.