Desarrollan una batería blanda con la consistencia del dentífrico

A menudo los dispositivos se ven limitados porque sus baterías son voluminosas. Pero ¿y si pudiéramos darles a las baterías la forma que nos convenga?




Desde nuestros teléfonos celulares a nuestros relojes inteligentes y laptops, estamos rodeados de dispositivos que funcionan a baterías. Hoy las baterías son componentes sólidos y voluminosos de la tecnología. Pero ¿y si pudieran ser maleables, flexibles, y hasta imprimibles?


Con esta idea, en Suecia se ha desarrollado una batería fluida que puede adoptar diferentes formas. Tal como lo detalla un trabajo publicado el 11 de abril en la revista Science, la batería utiliza electrodos – materiales conductores – en forma fluida. La novedosa y blanda estructura prepara el camino para diseños innovadores de tecnología futura dependiente de baterías.

“Las baterías son el componente más grande de todos los dispositivos electrónicos. Hoy son sólidas y voluminosas. Pero con una batería blanda y moldeable, no hay limitaciones para el diseño. Se la puede integrar en los dispositivos de manera completamente diferente, adaptada al usuario”, declaró para la universidad Aiman Rahmanudin, coautor del trabajo. “La textura se parece a la del dentífrico. El material se puede usar, por ejemplo, en una impresora 3D para darle la forma que quieras a la batería”.

Electrodos fluidos

Según las declaraciones, todo intento anterior por lograr baterías blandas y que pudieran moldearse dependía de características mecánicas como conexiones deslizables, o de materiales raros que ambientalmente son perjudiciales al procesarlos. La clave al éxito de Rahmanudin y sus colegas fue convertir electrodos para que fueran líquidos.

Para entender la importancia de este logro hay que recordar çomo funcionan las baterías. Una batería electroquímica consiste de dos metales diferentes, o electrodos: un ánodo y un cátodo. La reacción química hace que los electrones fluyan del ánodo al cátodo, proceso que llamamos electricidad, y que puede hacer funcionar cosas como una bombilla de luz o un dispositivo. Las baterías más grandes tienen mayor capacidad, pero sus electrodos son más gruesos y por eso, más rígidos.

“Somos los primeros en mostrar que la capacidad es independiente de la rigidez”, dijo Rahmandin, que también es líder de investigación en el Grupo de Electrónica Blanda de la Universidad Linköping, en el Laboratorio de Electrónica Orgánica.

Los intentos anteriores por desarrollar electrodos fluidos dependían de metales líquidos que a veces se solidificaban, según indica el comunicado. Para eludir estos problemas el equipo usó plásticos capaces de conducir electricidad – se llaman polímeros conjugados – y lignina, un residuo en la producción de papel. La batería resultante se puede recargar más de 500 veces, incluso si se la estira para duplicar su longitud original.

Además, “como los materiales de la batería son polímeros conjugados y lignina, la materia prima abunda. Al darle uso a un subproducto como la lignina y convertirla en material de baterías con alto valor, aportamos a la economía circular. Es una alternativa sostenible”, dijo Mohsen Mohammadi, uno de los autores del estudio y miembro del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad Linköping. En el futuro el equipo espera mejorar el voltaje eléctrico de la batería.

“Hemos demostrado que el concepto funciona, pero hay que mejorar el rendimiento. El voltaje hoy es de 0,9 voltios”, explicó Rahmanudin. En comparación, las baterías estándar AA tienen entre 1,2 y 1,5 voltios, y la mayoría de los smartphones funcionan con 3,7 a 4,2 voltios. “Así que ahora vamos a estudiar otros compuestos químicos para aumentar el voltaje”.

Al romper el molde, literalmente, el trabajo abre las puertas a un nuevo plano de posibilidades de diseño en materia de dispositivos a batería.