¿Qué fantástico sería si las baterías, esos bloques voluminosos y rígidos que llenan la mayoría de nuestros dispositivos, pudieran adaptarse a cualquier forma? Esto no es ciencia ficción, sino la realidad concreta que presentan los investigadores deUniversidad de Linköping. Su batería fluida, similar a la pasta de dientes y que se puede imprimir en 3D, anuncia una nueva era en la electrónica.
Se estima que dentro de diez años tendremos más de un billón de dispositivos conectados: desde los clásicos teléfonos inteligentes y relojes inteligentes hasta dispositivos médicos portátiles como bombas de insulina, marcapasos e sensori de vigilancia de la salud. Y eso sin contar el robótica blanda, La e-textil y implantes neurales. Para todos estos dispositivos, una batería fluida que pueda adoptar cualquier forma no sólo es conveniente: es necesaria. La rigidez energética, lo sabemos, siempre ha sido el límite invisible del diseño tecnológico.
Una “pasta” eléctrica que marca la diferencia
"La consistencia es parecida a la de la pasta de dientes. El material puede, por ejemplo, usarse en una impresora 3D para moldear la batería a voluntad. Esto abre las puertas a un nuevo tipo de tecnología", explica. Aiman Rahmanudin, profesor asistente en laUniversidad de Linköping. Hay algo poético en esta descripción: energía que se vuelve fluida, que se adapta en lugar de imponer su propia forma.
Las baterías son actualmente el componente más grande de todos los dispositivos electrónicos. Hoy en día son sólidos y bastante voluminosos. El problema siempre ha sido el mismo: cuanto mayor sea la capacidad de la batería, más gruesos deben ser los electrodos y, por tanto, mayor la rigidez. Un círculo vicioso que parecía imposible de romper, hasta ahora.
Pero con una batería suave y que se adapta a la forma, no hay limitaciones de diseño. Se puede integrar en la electrónica de una forma completamente diferente y adaptarlo al usuario. No exagero cuando digo que podría cambiar radicalmente la forma en que interactuamos con la tecnología cotidiana.
Batería fluida: Sostenibilidad y flexibilidad juntas
Los intentos anteriores de fabricar baterías blandas y elásticas se han basado en diferentes tipos de características mecánicas, como compuestos de caucho que se pueden estirar o conexiones que se deslizan unas sobre otras. Pero estas soluciones no abordaron el núcleo del problema: más material activo significa electrodos más gruesos y, por lo tanto, mayor rigidez.
“Aquí hemos resuelto ese problema y somos los primeros en demostrar que la capacitancia es independiente de la rigidez”, afirma Rahmanudin.
Los electrodos de fluidos se han probado en el pasado, pero sin mucho éxito. En aquella época se utilizaban metales líquidos como el galio, que sin embargo solo puede funcionar como ánodo y corre el riesgo de solidificarse durante la carga y la descarga, perdiendo su naturaleza fluida. Además, muchas de las baterías elásticas fabricadas anteriormente utilizaban materiales de tierras raras con un gran impacto ambiental durante su extracción y procesamiento.
El futuro de las baterías flexibles
Los investigadores, en cambio, basaron su batería blanda en plásticos conductores (polímeros conjugados) y lignina, un subproducto de la producción de papel. La batería se puede recargar y descargar más de 500 veces manteniendo su rendimiento. También se puede extender al doble de longitud y funcionar igual de bien.
Dado que los materiales de la batería son polímeros conjugados y lignina, las materias primas son abundantes. Al reutilizar un subproducto como la lignina para convertirlo en un producto de alto valor como el material para baterías, contribuimos a un modelo más circular. Por lo tanto, es una alternativa sostenible, explica. mohsen mohammadi, investigador postdoctoral en LOE y uno de los autores principales del artículo publicado Science Advances.
La batería de fluido todavía está en la fase experimental; Actualmente proporciona 0,9 voltios, pero los investigadores ya están trabajando para aumentar este voltaje utilizando diferentes compuestos químicos como el zinc o el manganeso, dos metales comunes en la corteza terrestre.
No puedo esperar para ponerme un poco de esto en alguna parte.
