INVESTIGADOR MEXICANO CREA BATERÍAS BIODEGRADABLES, PARA CELULARES

Barcelona, España.- El investigador mexicano Juan Pablo Esquivel y su equipo de trabajo desarrollaron baterías biodegradables a base de papel para dispositivos portátiles de un solo uso.

El desarrollo lo realizaron en Instituto de Microelectrónica-Centro Nacional IMB-CNM (CSIC), en Barcelona, España.

Las baterías están compuestas de materiales orgánicos como celulosa, papel carbón, cera de abeja y especies redox orgánicas como las quinonas, las cuales representan un nuevo concepto de batería primaria, de acuerdo a la entrevista al investigador, publicada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

Además, el proyecto ha sido merecedor del Premi Catalunya d’Ecodisseny 2017 (Premio Cataluña de Ecodiseño) por tratarse de una innovación ambientalmente sustentable.

Juan Pablo Esquivel explicó la importancia de este desarrollo que además de fabricarse mediante métodos económicos y con bajo consumo de energía, es capaz de desecharse en el campo para su degradación biológica con un mínimo impacto ambiental.

Las baterías reciben el nombre de Power PAD (Power: Portable And Disposable) y es un concepto totalmente orgánico y biodegradable basado en los principios de sostenibilidad de la electrónica ecológica.

Están diseñadas para funcionar de una a dos horas, con el objetivo de satisfacer las necesidades de energía de dispositivos portátiles, sin requerir instalaciones específicas de reciclaje para su eliminación y con un tiempo de degradación de pocos meses.

“El proyecto comienza a partir de un apoyo recibido de la Bill and Melinda Gates Foundation y la Electrochemical Society (ECS) y el diseño de la batería está inspirado en un bloc de notas tradicional hecho de una pila de hojas de papel, es decir, materiales orgánicos en capas”, explicó.

Su tamaño se aproxima al que puede tener una pila de botón de litio, y con los materiales orgánicos de los que está conformada puede almacenarse la energía en forma de especies redox orgánicas solubles en agua dentro de la almohadilla, representando dos semiceldas electroquímicas dormidas.

Para su activación se añade agua, orina o saliva, los cuales disuelven los reactivos que producen la energía necesaria para el funcionamiento del dispositivo electrónico y una vez agotada la energía, la batería puede eliminarse junto con los residuos orgánicos o incluso desecharse en el suelo para su descomposición natural gracias a sus materiales exclusivamente biodegradables y a que no contiene metales, plásticos ni sustancias nocivas.

“En resumen, la función de este dispositivo consta de tres pasos simples: agregar agua, extraer potencia y eliminarla sin ocasionar un impacto negativo al ambiente, sino todo lo contrario ya que es totalmente segura, no tóxica y después de varios estudios está comprobado que se biodegrada incluso más rápido que una celulosa normal”.

De acuerdo con el investigador, la batería propuesta se concibe como una fuente de alimentación de un solo uso que se activa añadiendo una pequeña muestra de líquido en la almohadilla de celulosa de entrada, y cuando esta se satura fluye por capilaridad hacia cada uno de los depósitos y disuelve los electrolitos y las especies redox a base de quinonas.

La batería genera energía cuando los electrolitos entran en contacto con la almohadilla absorbente y proporcionan potencia en el rango de miliwatts. Se han hecho versiones a 0.75 V, 1.5 V y 3.0 V, que son los voltajes típicos de pilas comerciales, por lo cual es capaz de sustituir una pila de botón de litio de 3 V en un dispositivo portátil para mediciones en agua.

Juan Pablo Esquivel mencionó que esta nueva clase de baterías de flujo capilar redox, portátiles y biodegradables es ideal para proporcionar energía a una nueva generación de dispositivos electrónicos ecológicos y que podría haber mayor exploración en su diseño, materiales estructurales y química redox.

“De momento nos hemos enfocado en desarrollar baterías primarias —no recargables— para alimentar dispositivos desechables en aplicaciones de un solo uso. Estos son los casos donde se desechan más baterías de forma descontrolada, casi totalmente cargadas, sin reciclarse correctamente y ocasionando mayor impacto ecológico”.

De acuerdo con el especialista, este trabajo se trata de una tecnología disruptiva que sigue en fase de desarrollo, pero visualiza el mismo camino de otras tecnologías de mayor madurez que han salido de su laboratorio, como su primera empresa spin-off Fuelium.

Juan Pablo Esquivel mencionó que este concepto de fuente de alimentación desechable ofrece una gran promesa de cambiar radicalmente el paradigma de la batería portátil, ya que de considerarse como un desperdicio dañino, puede tomarse como una fuente de materiales que nutren al ambiente, enriquecen el suelo o eliminan toxinas del agua.

“De momento la patente no se comercializa, me gustaría avanzar más en diversos aspectos, como ampliar el catálogo de químicas disponibles y trabajar en la arquitectura del dispositivo usando biopolímeros biodegradables que permitan su producción en gran escala”, explicó.

(Foto: Conacyt)

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