Del hambre nace el ingenio. Y de la cáscara de arroz, una alternativa más barata, más eficiente y, sobre todo, menos controlada por China al grafito.
En corto. Un equipo de investigadores de la Universidad de Michigan ha descubierto que la ceniza resultante de quemar cascarilla de arroz contiene una forma de carbono duro que puede reemplazar al grafito en las baterías de iones de litio o sodio. No como una alternativa peor al grafito, sino incrementando su capacidad de almacenamiento casi al doble.
Contexto. El grafito se usa para fabricar el ánodo de las baterías. Su estructura en capas le permite alojar y liberar iones de litio de manera eficiente. Además, su conductividad eléctrica es elevada, lo que ayuda a mantener una transferencia de carga estable, imprescindible en los coches eléctricos.
China es uno de los principales productores de grafito natural y domina el 90% de la cadena de suministro. Especialmente de grafito esferoidal, que se emplea como material del ánodo en baterías de iones de litio. El año pasado, en una escalada de su guerra comercial con Estados Unidos, China restringió las exportaciones de grafito. Países como Corea del Sur tuvieron que recurrir al grafito de otros productores como México, Mozambique y Tanzania.
La cáscara de arroz. Lo que no esperaba Estados Unidos era descubrir una alternativa barata que casi duplica al grafito en densidad energética. El carbono duro extraído de la ceniza de cáscara de arroz puede almacenar más de 700 mAh por gramo. En comparación, el grafito almacena 370 mAh.
El arroz no solo se cultiva en China, por supuesto. La cascarilla de arroz es un residuo agrícola abundante en Estados Unidos, y por lo tanto una alternativa doméstica, sostenible y barata al grafito controlado por China. El equipo que lo ha descubierto ya ha solicitado la patente sobre la tecnología.
Todo ventajas. A diferencia de los métodos tradicionales para obtener carbono duro, que requieren calentar biomasa a más de 1200 °C sin oxígeno, el proceso con cáscara de arroz aprovecha una materia prima casi sin valor y evita las enormes emisiones asociadas a la producción convencional de grafito.
El proceso aprovecha un residuo que de otro modo acabaría en vertederos, lo que virtualmente lo convierte en un proceso neutro en carbono. Es más, del 90% de sílice presente en la ceniza también puede extraerse silicio de alta pureza para semiconductores y paneles solares. Con nueve millones de toneladas de arroz producidas anualmente en Estados Unidos, hay material de sobra sin aprovechar.
Imagen | RawPixel, Yu et al.
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