Comunicaciones Técnicas de Café

Número 30 - Julio 2015

Ramirez Caficultura desde Costa Rica

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Almacenamiento de energía eléctrica en borra o bozorola de café?

Un serio problema ambiental que enfrentamos en la actualidad es la alta generación de residuos, de la cual los procesos del café no se encuentran exentos. Por eso hemos considerado oportuno compartir con ustedes resultados de investigaciones recientes en relación con el aprovechamiento de la borra del café, con miras a generar valor agregado a un residuo de las actividades del café.

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La borra de café (bozorola) es un residuo que representa cerca del 60% del café tostado y molido y cerca del 10% de residuos a partir del fruto fresco.  Un grupo de investigadores de la Inha University de Korea y la Universidad de Seul han logrado dar a este residuo una novedosa utilización: el almacenamiento de energía eléctrica. ¿Cómo lo han logrado? Obteniendo a partir de borra o bozorola de café nanoláminas de carbono (láminas muy pequeñas), que son componentes de algunos dispositivos que almacenan energía llamados supercapacitores.

Borra o bozorola de café

 

Un supercapacitor puede almacenar grandes cantidades de energía eléctrica y ceder esa energía gradualmente o de forma muy rápida según se requiera en su utilización. El primer supercapacitor fue patentado por General Electric en 1957, posteriormente NEC en 1978 empieza a comercializarlos. En la actualidad uno de los materiales que se usa para construirlos es el carbono, este material ha permitido crear dispositivos con gran capacidad de almacenamiento de energía (decenas, expresadas en Faradios por gramo), cientos de miles de veces en relación con un capacitor normal.

Supercapacitor de 400 Faradios (2.7 V)

 

Entre mayor sea el área de la superficie conductora de un supercapacitor, la capacidad de almacenamiento de carga aumenta. El carbono es un material que presenta muchos poros, lo cual que permite que un supercapacitor construído con este elemento almacene mucha energía, ya que un gramo de carbono puede tener hasta de 600 metros cuadrados de área de contacto.

A partir de una extracción con un disolvente químico llamado dimetilformamida (DMF) y un tratamiento posterior con hidróxido de potasio (KOH), sobre borra de café, un grupo de investigadores obtuvieron Nanoláminas de Carbono Altamente Porosas (NCAPs ó HP-CNSs por sus siglas en inglés). Las nanoláminas resultantes presentaron una alta área de contacto 1.945,7 m2/g, una buena conductividad eléctrica (60 S/cm), y mostraron una capacitancia específica de 121 F/g a una densidad de corriente de 0,5 A. Estos supercapacitores también demostraron un buen rendimiento cíclico más de 5.000 ciclos, lo cual permitiría una alta duración.

a. Diagrama del proceso de fabricación de las NCAPs

b. Imagen de microscopiá electrónica de las NCAPs

 

Los supercapacitores permiten el almacenamiento de energía para su posterior aprovechamiento en muy diversas formas, siendo requerido inclusive en ciertos casos, la colocación de varios supercapacitores para lograr la energía necesaria. Esto implica la demanda de más materiales y recursos de la naturaleza. 


El trabajo de este grupo de investigadores coreanos, muestra una opción de aprovechamiento de recursos ya existentes en forma de residuos para suplir esta necesidad de almacenamiento de energía. Así mismo representa una vía para que la actividad cafetalera se desarrolle tanto económica como ambientalmente.

 

Referencias

  • papeldeperiodico.com   ¿Qué son los Supercondensadores? 
  • Young Soo Yun, Min Hong Park, Sung Ju Hong, Min Eui Lee, Yung Woo Park, y Hyoung-Joon Jin. 2015 Hierarchically Porous Carbon Nanosheets from Waste Coffee Grounds for Supercapacitors ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 3684−3690 
  • Francois Beguin y Elzbieta Frackowiak. 2013 Supercapacitors. Wiley-VCH 
  • Calle V., H. Subproductos del café. Chinchiná: Cenicafé, 1977. 84 p. (Boletín Técnico No. 6)


 
 
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