Las mejoras en las baterías de los coches eléctricos se dirigen siempre hacia que se carguen lo más rápido posible, sean ligeras y soporten innumerables ciclos de carga. Pero hay más baterías en el mundo, como las clásicas pilas de un solo uso que emplean muchos pequeños dispositivos electrónicos. Siempre es mejor que las cosas sean reutilizables, pero esta nueva batería de papel podría hacer que esas pilas fuesen más ecológicas, ya que se activa con agua y se biodegrada una vez desechada.
Desarrollada por científicos del instituto Empa de Suiza, la batería se ha pensado para usarse en etiquetas de envío inteligentes, sensores ambientales y dispositivos de diagnóstico médico desechables.
En su forma actual (todavía un prototipo en pruebas), la batería consta de una celda de un centímetro cuadrado y su sustrato de papel está impregnado con cloruro de sodio (también conocido como sal de mesa). En uno de sus extremos tiene una capa de cera, a la que se unen dos cables.
Impreso en un lado del papel hay una tinta que contiene escamas de grafito, que sirve como cátodo. Una tinta que contiene polvo de zinc, que sirve como ánodo, se imprime en el otro lado. Cubriendo ambas, a ambos lados del papel, hay una tercera tinta que contiene escamas de grafito y carbono, que conecta el cátodo y el ánodo a los dos cables en un extremo.
Una vez que se aplica una pequeña cantidad de agua a la batería, el líquido hace que la sal del papel se disuelva, liberando iones cargados. A medida que esos iones se dispersan a través del electrolito de papel humedecido, hacen que el zinc del ánodo se oxide y libere electrones.
«Estos electrones pueden luego transferirse desde el ánodo que contiene zinc, a través de la tinta que contiene grafito y carbono, los cables y el dispositivo, al cátodo de grafito donde se transfieren y, por lo tanto, reducen el oxígeno del aire ambiental, Empa explicó. «Estas reacciones redox (reducción y oxidación) generan una corriente eléctrica que puede usarse para alimentar un dispositivo eléctrico externo».
En una prueba de laboratorio, una versión de dos celdas de la batería pudo alimentar con éxito un pequeño reloj despertador con una pantalla de cristal líquido.
Apenas dos gotas de agua fueron suficientes para activar una sola celda en 20 segundos. Cuando no estaba conectada a un dispositivo que consumiera energía, esa celda alcanzaba un voltaje de 1,2 voltios. El rendimiento de la celda disminuyó significativamente tras una hora, ya que el papel se secó, aunque pudo mantener un voltaje operativo de 0,5 voltios durante otra hora, una vez que se aplicaron otras dos gotas de agua.
Sabemos lo que piensas. ¿Y si se seca el papel? El científico principal, el Prof. Gustav Nyström cree que con más ingeniería, no debería ser un factor limitante.
Vía: Scientific Reports
Fuente: Empa