Las botellas de PET podrían convertirse en grafito para las baterías de los vehículos eléctricos
Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State) ha desarrollado un proceso para convertir el tereftalato de polietileno (PET) en grafito sintético, cuyo estudio se ha publicado recientemente en la revista Diamantes y materiales relacionados. Los científicos transformaron el PET en grafito utilizando pequeñas cantidades de óxido de grafeno y un proceso térmico controlado. Según el estudio, el material resultante presentaba una estructura cristalina más ordenada que la del grafito natural disponible en el mercado, una característica clave para su uso como material de ánodo en baterías de iones de litio.
El grafito es una de las materias primas más importantes para las baterías de iones de litio, ya que actúa como material del ánodo para almacenar y liberar carga eléctrica. Con el aumento de la demanda de vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento de energía estacionarios y productos electrónicos de consumo, también está creciendo la necesidad de grafito apto para baterías. Por su parte, el PET es uno de los plásticos más utilizados en todo el mundo, y gran parte de él —a pesar de los sistemas de reciclaje existentes— sigue sin recuperarse.
Para su proceso, los investigadores trituraron plástico PET y lo mezclaron con óxido de grafeno. El grafito óptimo se obtuvo con un contenido de óxido de grafeno del 2,5 %. Según el equipo, esto favorece la formación de cristales de grafito ordenados y, a diferencia de los métodos convencionales, elimina la necesidad de utilizar catalizadores metálicos como el hierro, el níquel o el cobalto. De este modo, se evitan los pasos adicionales de purificación necesarios para eliminar los residuos metálicos. “La mayoría de las personas consideran que una botella de plástico es un residuo una vez que han dejado de utilizarla. Nuestro trabajo demuestra que ese mismo material puede convertirse en un recurso valioso para producir grafito, que es esencial para las tecnologías modernas de baterías”, explica la autora principal, Shakshi Sekar. Al prescindir de catalizadores metálicos, el proceso también reduce el uso de productos químicos, lo que permite la producción de grafito más limpio.
No obstante, la investigación se encuentra aún en una fase inicial. El objetivo de los científicos es ahora estudiar cómo se puede ampliar el proceso para aplicaciones industriales y cuál es el rendimiento del material en las celdas de las baterías. De tener éxito, los residuos de PET podrían reciclarse en el futuro y reutilizarse como materia prima para componentes de baterías. Este avance se inscribe en la búsqueda más amplia de fuentes alternativas de materias primas para la producción de baterías. Paralelamente a los esfuerzos por ampliar el reciclaje de grafito, instituciones de investigación y empresas de todo el mundo están trabajando para reducir el uso de materias primas críticas y aprovechar los flujos de residuos para la fabricación de baterías.
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