Investigadores convierten baterías usadas en material para celdas solares

Científicos del MIT han inventado lo que podría ser lo último en energía verde: un panel solar hecho a partir de residuos peligrosos.

En un artículo de investigación presentado en la revista Energy and Environmental Science, los investigadores describen un método para hacer celdas solares de perovskita usando el plomo de baterías de carro recicladas. La técnica se puede realizar en un proceso benigno de baja temperatura que es más sencillo que lo métodos actuales. Después de 18 meses de pruebas, los investigadores encontraron que sus celdas solares experimentales igualaban la eficiencia de muchas celdas de silicio comerciales, dijo ayer el MIT.

La perovskita es una clase de materiales que ha capturado el interés de los investigadores en fotovoltaicas porque ha tenido un rápido aumento de la eficiencia de las celdas solares hechas con esta en los últimos tres años. Los compuestos en este grupo prometen ser muy baratos y relativamente simples de fabricar. Una compañía, llamada Oxford Photovoltaics, está buscando producir celdas solares de perovskita comerciales que pueden aplicarse como recubrimientos en ventanas y otras superficies externas de edificios.

Una desventaja es que el material contiene una pequeña cantidad de plomo. Extraer plomo de las minas es un proceso contaminante a alta temperatura que genera vapor y polvo de plomo que es difícil de contener, señalan los investigadores del MIT. Y si las compañías empiezan a producir celdas solares de perovskita a gran escala, los materiales que están extrayendo y procesando podrían volverse un peligro grave para la salud o el ambiente, dijeron.

Recientemente, dos laboratorios informaron sobre celdas solares de perovskita que usan estaño en lugar de plomo, pero estas son mucho menos eficientes.

El otro problema que aparece con el plomo es que las tecnologías como las baterías de iones de litio están avanzando hasta el punto en que pronto podrían desplazar a las baterías de plomo ácido en carros y camiones. El resultado, temen los investigadores, es un exceso de baterías indeseadas que contienen grandes cantidades de residuos de plomo. 

Cerca del 90 por ciento de las baterías de plomo ácido en los Estados Unidos son recicladas, pero los problemas persisten. En el 2011, el New York Times informó que se está exportando un número cada vez mayor de baterías viejas de carro para reciclaje desde Estados Unidos a México, pero este trabajo se realiza con métodos sin protección que exponen a las personas a envenenamiento por plomo.

Los científicos del MIT dicen tener una mejor idea. En su artículo, explican un proceso de múltiples pasos que dicen le dará una segunda vida al plomo de esas baterías. Ellos han demostrado la capacidad de sintetizar material solar de perovskita usando electrodos directamente de una batería de plomo ácido usada. El plomo del ánodo se mezcla con ácido nítrico, y el óxido de plomo (hecho del cátodo de dióxido de plomo) se mezcla con ácido acético. Luego, cada compuesto se mezcla con yoduro de potasio. 

Después de esto, se purifican las soluciones y se depositan en una capa flexible delgada, la cual actúa como el sustrato para la celda solar. A continuación puedes ver un video de demostración paso a paso.


Como es un proceso relativamente simple, los investigadores son optimistas en que puede funcionar económicamente a gran escala. Y dado que cada una de las celdas de perovskita tiene tan solo medio micrómetro de grosor, los investigadores estiman que una sola batería podría producir suficientes paneles solares para suministrar energía eléctrica a 30 hogares.

La profesora Angela Belcher del MIT y el autor principal del artículo, Po-Yen Chen, dicen que no pretenden crear una compañía para comercializar su tecnología. En cambio, ellos quieren mostrar a las personas que desarrollan y fabrican celdas solares de perovskita que el plomo de las baterías viejas se desempeña tan bien como el plomo sacado de las minas.

“Este artículo es sobre la emoción en el campo de estos materiales y la consideración de las implicaciones ambientales de extraer plomo”, dice Belcher. “La belleza es que este nuevo proceso se puede intercambiar fácilmente con el método actual de producción”.

Silvio Sánchez

Soy la fundadora de TodoSalud.co, una estudiante de enfermería apasionada con la salud y la comunicación. Puedes seguirme en youtube, donde subo videos sobre maternidad; tambien en Instagram y Facebook :)