Las biobaterías representan una alternativa sostenible a las baterías convencionales. Utilizan materiales orgánicos como las cáscaras de café y cacao para generar energía eléctrica. Estas biobaterías son biodegradables, de bajo costo y utilizan materiales abundantes, convirtiéndolas en una solución eco-amigable para el almacenamiento de energía.
Las cáscaras de café y cacao poseen una composición química ideal para biobaterías. Contienen celulosa, lignina, hemicelulosa y extractivos en proporciones que permiten su transformación en material conductor. Mediante el proceso de carbonización a temperaturas entre 500 y 800 grados Celsius, estas cáscaras desarrollan una estructura porosa con propiedades eléctricas mejoradas, incluyendo mayor conductividad y capacidad de almacenamiento de carga.
El funcionamiento de la biobatería se basa en principios electroquímicos fundamentales. En el ánodo, hecho de material carbonizado de café, ocurren reacciones de oxidación que liberan electrones. Estos electrones fluyen por un circuito externo hacia el cátodo de cacao, donde ocurren reacciones de reducción. El electrolito permite el transporte de iones entre los electrodos, completando el circuito interno y generando una corriente eléctrica continua.
El proceso de fabricación de la biobatería consta de seis pasos principales. Primero se limpian y secan las cáscaras de café y cacao. Luego se trituran para aumentar la superficie de contacto. El paso crítico es la carbonización en horno a temperaturas entre 500 y 800 grados Celsius durante 2 a 4 horas en atmósfera inerte. Después se prepara el electrolito y finalmente se ensamblan todos los componentes para formar la batería funcional.
Las biobaterías de cáscaras de café y cacao muestran un rendimiento prometedor con voltajes entre 0.5 y 1.2 voltios y capacidades de 50 a 200 miliamperios-hora. Pueden completar entre 100 y 500 ciclos de carga-descarga. Sus principales aplicaciones incluyen sensores ambientales, dispositivos de Internet de las Cosas, iluminación LED de baja potencia y sistemas de energía para comunidades rurales. Aunque su capacidad es menor que las baterías convencionales, su bajo costo y sostenibilidad las hacen ideales para aplicaciones específicas.