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BATERÍA DE CELULOSA Y SAL . BATTERY OF CELLULOSE AND SALT.



Una nueva batería de película fina, que posee electrodos hechos de papel cubierto con polímero y un electrolito hecho con papel empapado en sal. El prototipo de laboratorio de la imagen, muestra la célula prensada entre láminas de cristal y empaquetada en una bolsa de aluminio.


Esta batería recargable, de bajo peso y muy bajo costo, fue creada por los investigadores de la Universidad de Uppsala en Suecia utilizando celulosa y sal. La misma utiliza finos trozos de papel (láminas prensadas de fibras de celulosa trenzada) como electrodos y una solución salina actúa como electrolito.


Además de ser una batería ecológica, es fácil de fabricar y proporciona energía a dispositivos de diagnóstico médico de bajo costo o a sensores en materiales de empaquetado. Esta nueva creación podría sustituir a las baterías de litio.


Sus principales ventajas son: que será económica, fácil de fabricar y no contaminante. Dado que no se necesita maquinaria de tecnología avanzada para su fabricación, podría producirse in situ en países en desarrollo.


Con su diseño de película fina recargable, en el que muchos otros investigadores y compañías llevan trabajando desde hace varios años, esta batería de sal y papel podría convertirse en el sustituto ideal de las baterías de litio, actualmente utilizadas en muchos dispositivos, como implantes médicos o etiquetas RFID.


La nueva batería será económica, fácil de fabricar y benigna con el medio ambiente, afirma la investigadora, Maria Stromme. Sugiere que puede que se utilice para proporcionar energía a dispositivos de diagnóstico médico de bajo costo, o a los sensores en los materiales de empaque o incrustados en telas. Añade “No es necesario equipamiento avanzado para fabricar las baterías,” y señala lo que permitirá “producirlas in situ en los países en desarrollo.”


Las baterías de película fina normalmente utilizan electrolitos sólidos en vez de líquidos o en forma de gel, y los electrodos normalmente son de litio combinado con metales como el níquel, el cobalto o el manganeso.


La batería de sal y papel es un reemplazo ideal de las de litio utilizadas en dispositivos portátiles y de bajo consumo energético, como sensores inalámbricos, tarjetas inteligentes, en implantes médicos y etiquetas RFID.


Las baterías de película fina poseen otras características atractivas. Duran mucho tiempo recargadas sin ser usadas, manteniendo su carga durante muchos años estando almacenadas, se pueden cargar y descargar decenas de miles de veces, según Raghu Das, director de la compañía de investigación IDTechEX y experto en dispositivos electrónicos impresos, “lo que permite crear sensores inalámbricos que duren décadas siempre y cuando estén unidos a un recolector de energía.”


La nueva batería de papel, aún tiene un largo camino que recorrer. Las baterías de litio pueden distribuir 4 voltios y tienen densidades de energía de 200 a 300 milivatios-hora por gramo.


En comparación, una única célula de batería de papel distribuye 1 voltio y puede almacenar 25 milivatios-hora de energía por gramo. Al ofrecer la corriente máxima, pierde un 6 por ciento de su capacidad de almacenaje después de 100 ciclos de recarga. Sin embargo, Maria Stromme afirma que su equipo ya ha utilizado la batería durante 1.000 ciclos de recarga a corriente baja, cifras que pertenecen al prototipo inicial del laboratorio.


En la actualidad, los investigadores trabajan para optimizar la batería,buscando incrementar el voltaje, mediante la agrupación de varias células y su unión en serie.


La batería de papel se puede recargar mucho más rápidamente que la de litio. La celulosa que utiliza Maria Stromme proviene de un tipo de alga contaminante que se encuentran en mares y lagos.


Aunque las paredes celulares de esta alga contiene celulosa, posee una nanoestructura distinta, poseyendo un área de superficie 100 veces mayor. Los investigadores cubren el papel hecho a partir de esta celulosa con un polímero conductor y después colocan, como si fuera un sandwich, un papel de filtro empapado en una solución salina entre medio de los electrodos de papel.


Los iones de cloro fluyen desde el electrodo positivo al negativo, mientras que los electrones viajan a través del circuito externo, provocando una corriente. El electrodo de papel almacena la carga, que se recarga en décimas de segundo debido a que los iones fluyen rápidamente a través del fino electrodo.


Por el contrario, las baterías de litio pueden tardar hasta 20 minutos en recargarse. “La combinación entre una gran capacidad y un corto periodo de carga es algo ciertamente único,” señala Maria Stromme.


Mientras tanto, Maria Stromme confía en que el diseño, respetuoso con el medio ambiente, encuentre sus propios mercados. Afirma que se podría empezar a producir comercialmente en tres años.




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