Alcuni ricercatori dell’Università Nazionale di Scienza e Tecnologia Misis in Russia, assieme a colleghi messicani e statunitensi, hanno sviluppato una tecnologia per produrre batterie utilizzando i rifiuti medici.
Durante la pandemia di coronavirus vengono utilizzati più di 130 mila milioni di mascherine al mese, che si convertono presto in centinaia di tonnellate di residui polimerici. Quando vengono bruciati emettono gas tossici.
Batterie a basso costo
Secondo uno studio pubblicato sul Journal of Energy Storage, con la nuova tecnologia messa a punto dai ricercatori dell’Università Nazionale di Scienza e Tecnologia Misis, i residui medici costituiscono la base per creare batterie sottili, flessibili e a basso costo, in vari aspetti superiori alle batterie convenzionali, che risultano più pesanti e ricoperte di metallo, con conseguenti maggiori costi di fabbricazione. Le pile ricavate dalle mascherine possono essere utilizzate per alimentare orologi e lampade.
Diverse sperimentazioni avevano già impiegato vari materiali naturali porosi e prodotti di scarto per fabbricare elettrodi: per esempio gusci di noce di cocco, bucce di riso, residui di periodici e pneumatici di automobili. Lavorare questi materiali però richiede alte temperature in forni speciali, mentre le mascherine sono più facili ed economiche da processare poiché la saturazione di grafene è sufficiente per conferire al materiale le proprietà necessarie.
La tecnologia
Il procedimento per creare queste batterie prevede innanzitutto di disinfettare le mascherine con ultrasuoni, per poi immergerle nel grafene, che satura la maschera. Dopodiché il materiale ottenuto viene pressato e riscaldato a 140 gradi, a differenza delle batterie convenzionali che richiedono temperature circa dieci volte più alte per la pirolisi-carbonatazione (1000-1300 gradi).
A questo punto viene collocato un separatore (anch’esso ricavato dalle mascherine) con proprietà isolanti tra gli elettrodi del nuovo materiale, si satura con un elettrolita e si realizza una copertura protettrice utilizzando il materiale dei blister di medicinali.
Elevata capacità energetica
In comparazione alle batterie tradizionali, le batterie ricavate dalle mascherine hanno un’alta densità di energia immagazzinata e di capacità elettrica. Le batterie di pellet create anteriormente con una tecnologia simile hanno una capacità di 10 wattora/kg, mentre queste nuove batterie raggiungono i 98 wattora/kg. Aggiungendo nanoparticelle di perovskite inorganica di tipo ossido di CaCo agli elettrodi ottenuti dalle mascherine, la capacità energetica delle batterie aumenta fino a 208 wattora/kg.
I progetti per il futuro di questa tecnologia sono ambiziosi: il team scientifico mira alla produzione di batterie per le automobili elettriche e le centrali solari.
