Los sedimentos sobrantes del proceso de destilación de baijiu, que normalmente se venden como fertilizante o alimento para el ganado, pueden ser tratados para usarse como ánodo de carbono.
Transformando residuos de licor en energía: Sedimento de baijiu convertido en ánodo para baterías de ion-sodio
Un equipo de ingenieros de materiales de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de China, en colaboración con la empresa Wuliangye, ha desarrollado un ánodo a base de carbono a partir de los sedimentos del baijiu para su uso en baterías de ion-sodio. Su investigación, publicada en la revista ACS Applied Materials & Interfaces, detalla el proceso de tratamiento del sedimento para hacerlo apto como material de ánodo.
El baijiu, una bebida alcohólica popular en China, se elabora principalmente a partir de trigo o arroz y posee un alto contenido de alcohol. Tradicionalmente, los residuos resultantes del proceso de destilación se utilizan como fertilizantes o como base para alimento de ganado. Sin embargo, los investigadores han identificado en estos sedimentos compuestos adecuados para la fabricación de un ánodo de carbono.
En los últimos años, las baterías de ion-litio se han convertido en el estándar para dispositivos electrónicos portátiles y aplicaciones de mayor escala, como el respaldo de energía solar y la electromovilidad. No obstante, presentan altos costos y riesgos de incendio, lo que ha motivado la búsqueda de alternativas más seguras y sostenibles.
Baterías de ion-sodio: una alternativa sostenible
Las baterías de ion-sodio han surgido como una opción prometedora, pero para competir con las de ion-litio es necesario mejorar su densidad de carga y eficiencia, así como resolver el problema del colapso de los microporos en el carbono del ánodo. En este estudio, el equipo de investigación abordó esta última problemática.
Para transformar el sedimento de baijiu en un ánodo de carbono adecuado para baterías de ion-sodio, los investigadores realizaron un proceso complejo de tratamiento. Inicialmente, el material fue lavado y secado, seguido de lixiviación ácida y pre-carbonización. Posteriormente, para eliminar la sílice, lo sumergieron en hidróxido de sodio a alta temperatura y lo mezclaron con etil ortosilicato. Los pasos finales incluyeron tratamiento con ultrasonido y horneado a alta temperatura, obteniendo así un carbono duro dopado con silicio denominado HC-1100Si-1.
Resultados y aplicaciones
El ánodo desarrollado fue sometido a pruebas en una batería de ion-sodio estándar para evaluar su rendimiento. Los resultados mostraron una capacidad reversible de 281,5 mAh/g a 1°C, manteniendo 91,9% de su capacidad de carga tras 100 ciclos. Aunque estos valores no superan a los de las baterías de ion-litio actuales, los investigadores consideran que esta tecnología podría ser utilizada en aplicaciones que requieran cargas frecuentes.
Este avance no solo representa una opción innovadora para el reciclaje de residuos industriales, sino que también contribuye a la transición hacia sistemas energéticos más sostenibles. La utilización de materiales alternativos y abundantes como el sodio podría reducir la dependencia del litio, cuyo suministro es limitado y su extracción tiene un impacto ambiental significativo. Además, este desarrollo abre la puerta a la investigación de nuevos materiales de ánodo sostenibles, promoviendo una economía circular dentro de la industria energética.
Más información: Xinrui Wang et al, A Generic Si-Doped Strategy for Hard Carbon Derived from Wuliangye Distillers’ Grains to Achieve High-Performance Sodium Ion Batteries, ACS Applied Materials & Interfaces (2025). DOI: 10.1021/acsami.4c17922
