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Imagine convertir los desechos de frutas en tecnología que almacena electricidad. Esto reduciría el desperdicio de alimentos y promovería el almacenamiento de energía limpia. El investigador postdoctoral Vianney Ngoyi Kitenge transformó las cáscaras de mangostán en materiales de carbono especializados que utilizó para hacer células de almacenamiento de energía de supercondensadores. Se le ocurrió una forma simplificada de hacer esto, reduciendo enormemente el costo. Este avance convierte los desechos agrícolas en componentes valiosos para la tecnología de almacenamiento de energía. Establece cómo funciona y qué se necesita para que esto suceda.
¿Qué es un supercondensador?
Los supercondensadores son un tipo de celda de almacenamiento de energía, similar a una batería, pero con algunas diferencias clave. Son dispositivos independientes que almacenan y liberan energía por su cuenta.
La mayor diferencia entre un supercondensador y una batería es la rapidez con que un supercondensador puede cargar y liberar energía. Mientras que las baterías están diseñadas para proporcionar energía constantemente durante un período más largo (como minutos o horas), los supercondensadores están construidos para entregar energía muy rápidamente, dentro de segundos o minutos.
Esto los hace perfectos para aplicaciones que necesitan una ráfaga de poder rápida. Probablemente uses supercondensadores todos los días sin darte cuenta. Ayudan a dispositivos como flashes en la cámara de su teléfono inteligente, arrancadores de salto portátiles para automóviles, rastreadores de ejercicios y relojes inteligentes que necesitan aumentos de energía rápida para funcionar de manera eficiente.
Al hacer dispositivos, los fabricantes eligen si usar una batería o un supercondensador. Esta decisión se basa en la cantidad de poder y qué tan rápido se necesita. La mayoría de las veces, los consumidores ni siquiera son conscientes de si hay una batería o un supercondensador dentro de sus dispositivos.
En las celdas de almacenamiento de energía donde se almacenan las cargas eléctricas, los electrodos son clave. Los electrodos de los supercondensadores se pueden hacer con carbono activado. Esto se puede hacer de desechos de biomasa, como conchas de coco, cáscaras de plátano, cáscaras de mangostán y café. Usé cáscaras de mangostán en mi investigación.
¿Para qué se utilizan los supercondensadores?
Además de los flashes de la cámara y las puertas de emergencia, los supercondensadores son útiles en energía renovable. Actúan como esponjas de energía súper rápidas que pueden absorber rápidamente la electricidad extra cuando los paneles solares o las turbinas eólicas producen demasiado. También pueden liberar rápidamente esta energía cuando se produce muy poco. Esto ayuda a mantener el flujo de potencia estable incluso cuando no está soleado o ventoso.
Los supercondensadores siguen siendo un jugador pequeño en el mundo de almacenamiento de energía, con ventas de alrededor de US $ 3 mil millones a US $ 4 mil millones anuales. Para poner esto en perspectiva, las ventas de baterías de iones de litio son de US $ 50 mil millones a US $ 60 mil millones anuales. La mayoría están hechas en China y Japón, con cierta producción en Europa y América también.
Los supercondensadores aún no se han dado cuenta. Esta es la razón por la cual los científicos continúan trabajando para aumentar el almacenamiento total de energía de los supercondensadores mientras mantienen su velocidad y longevidad.
¿Qué papel puede jugar Mangosteine Peels?
Ha habido poca investigación sobre el uso de las cáscaras de la fruta de mangostán para crear carbono. Sin embargo, los árboles de mangostán crecen abundantemente desde la costa este de Sudáfrica hasta Somalia y Guinea, y pueden resistir la sequía y las tormentas.
Sus cáscaras contienen naturalmente compuestos ricos en carbono al 35% –45%. Cuando se procesa a través del secado, el calentamiento sin oxígeno y la activación química, estas exfoliaciones se transforman en carbono activado.
A través de mi investigación, desarrollé un método simplificado para transformar las conchas de mangostán en carbono activado altamente poroso. Al combinar las conchas secas con carbonato de potasio y calentar directamente a 700 ° C en un solo paso, creé un valioso carbono activado a partir de los desechos agrícolas.
Por lo general, la creación de carbono activado es un proceso más largo de precalentamiento de las cáscaras de frutas y el recalentamiento. Entonces mi método acelera el proceso. Este método más rápido hace que el carbono activado sea mucho más barato al eliminar la fase de calentamiento inicial de cinco horas a 400–500 ° C. Esto ahorra a la electricidad y reduce los costos de producción y la cantidad de tiempo que el horno necesita para operar. Esto lo hace más asequible para un uso comercial generalizado.
El uso de las cáscaras de frutas para crear carbono activado también evita que se los arroje en los vertederos y, en su lugar, las use para hacer valiosos dispositivos de almacenamiento de energía. Solo de tres a cinco kilogramos de cáscaras de frutas son suficientes para producir cientos de supercondensadores. Se proyecta que la demanda global de supercondensadores crecerá significativamente durante la próxima década. Esta demanda será impulsada principalmente por vehículos eléctricos, sistemas de energía renovable y mercados electrónicos de consumo que buscan soluciones de almacenamiento de energía de alta potencia y ciclo rápido.
Las cáscaras cítricas también se pueden usar para hacer carbono activado. En todo el mundo, la industria del jugo de cítricos genera 15 millones de toneladas de cáscaras desperdiciadas, pulpa y semillas cada año. Este desperdicio podría usarse para hacer supercondensadores.
¿Qué se necesita para que esto suceda?
Algunas compañías ya están convirtiendo los desechos de alimentos y agrícolas en carbono activado. Por ejemplo, Haycarb, con sede en Sri Lanka, convierte las cáscaras de coco en carbono activado. Takachar en los Estados Unidos también está desarrollando tecnología a pequeña escala para convertir los desechos agrícolas en productos útiles como el carbono activado.
En África, las plantas de procesamiento de frutas podrían establecer instalaciones para convertir sus desechos en carbono activado. Luego podrían venderlo a compañías de almacenamiento de energía u otras industrias que lo necesiten.
Para que esto suceda, se necesitan expertos para desarrollar aún más la ciencia. Los gobiernos y el sector privado necesitarán financiar equipos e instalaciones. Luego, las fábricas que hacen supercondensadores deben estar conectadas con industrias que puedan comprarlas (fabricantes de vehículos eléctricos, energía renovable y electrónica).
Hacer supercondensadores a partir de exfoliaciones de frutas podría crear empleos y apoyar los objetivos de energía renovable de África.
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Cita: las cáscaras de frutas podrían ayudar a alimentar la cámara de su teléfono inteligente. Aquí está cómo (2025, 2 de junio) recuperado el 2 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06fruit-power-smartphone-camera.html
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