Imagen de stock de pilas iStock
Baterías de papel que se activan con el agua, la alternativa sostenible a las pilas de toda la vida
Un artículo de tres investigadores en Scientific Report abre la puerta a crear baterías de papel de 1,2 voltios que podrían alimentar un despertador.
1 diciembre, 2022 02:00¿Pilas biodegradables o fácilmente reciclables fabricadas con papel, zinc y elementos baratos y muy comunes en la naturaleza, que además se activen con agua? Parece imposible, una fantasía ecologista, pero es el resultado de la investigación de Alexandre Poulin, Xavier Aeby y Gustav Nyström publicada el pasado julio en la revista Scientific Reports, en la que comunicaban su éxito al fabricar una 'pila' capaz de producir 1,2 voltios, algo menos que una pila AA estándar.
Es decir, que no estamos hablando de una revolución que acabe con los muchos problemas de las baterías de litio de los coches eléctricos ni tampoco para alimentar un ordenador portátil, pero sí pequeños dispositivos o sensores, al menos de momento. Los investigadores explicaban en su artículo que habían conseguido alimentar un reloj despertador con pantalla LCD y que funcionase sin problemas. No suena como un gran logro, pero si pensamos en la dificultad de utilizar precisamente esos materiales, la cosa cambia.
Poulin, Aeby y Nyström explican en la revista científica que desarrollaron una batería desechable y de papel “con el objetivo de reducir el impacto ambiental de los productos electrónicos de un solo uso” y pensando en “aplicaciones como el diagnóstico en el punto de atención médica, el empaquetado inteligente y los sensores de detección ambiental”.
Para facilitar la fabricación, “desarrollamos electrodos y tintas colectoras de corriente que se pueden imprimir con plantilla en papel para crear baterías activadas por agua y con diferentes formas y tamaños”. Permanece inactiva hasta que se le añade agua y el sustrato de papel la absorbe, aprovechando sus cualidades naturales. Una sola celda de la batería proporciona 1,2 voltios, aunque ya han probado modelos de dos celdas.
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La batería, fabricada con papel difuminado con sal de cloruro de sodio, puede medir tan solo un centímetro cuadrado, y se basa en tintas impresas: una tinta contiene copos de grafito y actúa como cátodo (extremo positivo), mientras que otra, en la otra cara del papel, contiene polvo de zinc y actúa como ánodo (extremo negativo). Una tercera tinta, compuesta por copos de grafito y negro de humo, se imprime por ambas caras, encima de las otras dos tintas, conectando los extremos positivo y negativo a dos cables. Éstos se fijan en un extremo del papel, sumergido en cera.
"Ya estamos trabajando en formas de mejorar aún más las densidades de energía y potencia de estas baterías, sin dejar de ser respetuosas con el medio ambiente", aseguran en la investigación. "También estamos trabajando en plataformas en las que las baterías se integran junto con otros componentes, como los sensores".
El principal problema, que se viene a la cabeza de forma lógica, es la posibilidad de que durante el uso y por sus mismas propiedades la celulosa o papel se seque. Los investigadores creen que no será un factor limitante aunque advierten de que es necesario desarrollar aún más la ingeniería que conlleva.
Eso sí, en se proceso el rendimiento de la pila disminuye con el tiempo conforme el papel se va secando. Sin embargo, y con el desarrollo actual, se puede ir completando hasta cierto punto con más agua y seguirá funcionando. De esta manera, la batería puede seguir produciendo 0,5 voltios dos horas después de ser activada por primera vez.
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"Con la creciente concienciación sobre el problema de los residuos electrónicos y la aparición de la electrónica de un solo uso para aplicaciones como la detección medioambiental y la supervisión de los alimentos, hay una necesidad cada vez mayor de baterías de bajo impacto ambiental”, aseguran. Algo que “crea nuevas oportunidades para los materiales y diseños no convencionales que pueden proporcionar un equilibrio entre el rendimiento y el impacto ambiental".
El mismo equipo de investigadores, que lidera Gustav Nyström desde Zürich, Suiza, logró desarrollar un supercondensador también biodegradable y a base celulosa o pasta de papel. En ese caso, la ventaja era que podía descargarse miles de veces sin perder eficacia. Los investigadores consideran que ambos dispositivos, aún en desarrollo, pueden ser perfectamente complementarios, aunque les queda mucho recorrido para que sustituyan a los que utilizamos habitualmente en casa en la actualidad.
