La vuelta de la mascarilla en exteriores en España ha disparado el consumo de este elemento. Su uso es crucial en muchos ambientes para frenar el avance de las nuevas variantes, pero también supone un peligro para el medioambiente. Por eso están surgiendo proyectos que investigan formas de reutilizarlas, convirtiéndolas en material para impresión 3D o transformándolas en pilas para una lámpara.

Muchas de las mascarillas que se están usando contra la pandemia están acabando en el mar y, junto a otros residuos plásticos, son uno de los grandes enemigos del medioambiente y los animales. Al quemar estos residuos médicos para deshacerse de ellos se expulsan gases tóxicos, por lo que dar una segunda vida a muchos de esos desechos médicos empieza a ser una prioridad.

Científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia (NUST MISIS), en colaboración con otros investigadores de Estados Unidos y México, han publicado sus avances al respecto en la revista científica Journal of Energy Storage. Con su investigación no solo persiguen eliminar desechos de mascarillas, también aprovechan los blísteres de los medicamentos, es decir, el plástico y aluminio en el que suelen guardar las pastillas, y con todo ello, están creando pilas para dispositivos como un reloj, aunque su objetivo a largo plazo son máquinas de mayor tamaño.

El proceso

En anteriores intentos, los científicos probaron con otros materiales antes de dar con las mascarillas. Probaron primero con desechos orgánicos como cáscaras de coco, cáscaras de arroz, o desechos de periódicos, incluso, llegaron a probar con llantas de automóviles. Sin embargo, explica la universidad, que todos estos materiales implican un paso de cocción a mucha temperatura en hornos especiales, carbonización lo llaman.

En su lugar, las mascarillas que los ciudadanos llevan por las calles en muchos países y en interiores, han resultado ser un material más fácil de procesar, con un coste más bajo. Solo con saturar la mezcla en grafeno se consigue dotarlas de propiedades únicas que permiten obtener unas baterías de un rendimiento óptimo.

Lo primero que el proceso de reciclaje exige es la desinfección de los residuos, en este caso, los investigadores eliminan los posibles gérmenes que haya en las mascarillas usada con ultrasonido y las sumergen en "tinta" hecha de grafeno, la cual satura la mascarilla, tal y como lo explica el profesor Anvar Zakhidov, director científico del proyecto en el NUST MISIS.

Posteriormente, la masa de las mascarillas se comprime y se calienta hasta los 140ºC con el objetivo de conseguir unos gránulos que sirvan de electrodos en la batería. El proceso tradicional para fabricar las baterías de supercondensadores exige temperaturas mucho más altas, entre 1.000 y 1.300 ºC, pero este nuevo proceso ha conseguido reducir ese consumo de energía en un factor de 10.

Los electrodos, en un siguiente paso, se recubren con una capa de aislante, que también es resultado del reciclaje de las mascarillas usadas. En último lugar, se sumerge el material obtenido en electrolitos y se envuelve en caparazones hechos de los blísteres de medicamentos desechados, como el paracetamol.

Los resultados

Además de los beneficios que aporta el proceso de reciclaje al reducir los costes, las baterías que se consiguen han demostrado tener un nivel de efectividad bastante alto. El equipo a cargo del proyecto asegura en su informe que la densidad de energía de las baterías es de 98 vatios-hora por kilogramo (Wh/kg), cifra que se acerca a la densidad de las baterías de iones de litio del mercado, que suele oscilar entre 100 y 265 Wh/kg. 

Este es el resultado inicial, pues los investigadores decidieron añadir otros tratamientos para mejorar la eficiencia de las pilas. Agregando nanopartículas de perovskita de óxido de calcio y cobalto a los electrodos, se consiguió una densidad de 208 Wh/kg. Con estas pruebas, la universidad consiguió diferentes resultados, el mejor de todos fue un tipo de batería capaz de retener el 82% de la capacidad después de 1.500 ciclos, la cual suminstró energía durante más de 10 horas a un voltaje de 0,54V.

Aunque los resultados son prometedores, la investigación tiene aún mucho camino por delante, pero puede facilitar la producción de baterías delgadas y flexibles con materiales reciclados, así como reducir los costes de fabricación de estos componentes que terminan usándose en muchas casas y oficinas. 

Es cierto que los dispositivos que utilizan pilas en vez de cargadores conectados a las tomas de corriente son cada vez menos habituales, pero esta es solo la primera parada del proyecto de investigación. En el futuro, el equipo científico quiere elevar este proceso para crear baterías de mayor capacidad como las utilizadas para los automóviles eléctricos, las estaciones de energía solar y otras aplicaciones similares. 

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