30.06.2022 - Binghamton University

Las nuevas biobaterías utilizan las interacciones bacterianas para generar energía durante semanas

Las funciones "plug-and-play" permiten conectar las baterías entre sí para aumentar la potencia

Investigadores de la Universidad de Binghamton, en el Estado de Nueva York, han desarrollado una biobatería "plug-and-play" que dura semanas y puede apilarse para mejorar el voltaje y la corriente de salida.

A medida que crecen nuestras necesidades tecnológicas y la Internet de los objetos conecta cada vez más nuestros dispositivos y sensores, averiguar cómo suministrar energía en lugares remotos se ha convertido en un campo de investigación en expansión.

El profesor Seokheun "Sean" Choi, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Thomas J. Watson de la Universidad de Binghamton, lleva años trabajando en las biobaterías, que generan electricidad mediante la interacción bacteriana.

Un problema con el que se encontró: Las baterías tenían una vida útil limitada a unas pocas horas. Eso podía ser útil en algunos escenarios, pero no para ningún tipo de seguimiento a largo plazo en lugares remotos.

En un nuevo estudio, publicado en el Journal of Power Sources y financiado con una subvención de 510.000 dólares de la Oficina de Investigación Naval, Choi y sus colaboradores han desarrollado una biobatería "plug-and-play" que dura semanas y puede apilarse para mejorar el voltaje y la corriente de salida. Los coautores de la investigación pertenecen al Laboratorio de Bioelectrónica y Microsistemas de Choi: el actual estudiante de doctorado Anwar Elhadad, y Lin Liu, PhD '20 (ahora profesor asistente en la Universidad del Pacífico de Seattle).

Las baterías anteriores de Choi tenían dos bacterias que interactuaban para generar la energía necesaria, pero esta nueva iteración utiliza tres bacterias en cámaras verticales separadas: "Una bacteria fotosintética genera alimento orgánico que se utilizará como nutriente para las otras células bacterianas que están debajo. En la parte inferior está la bacteria productora de electricidad, y la del medio generará algunas sustancias químicas para mejorar la transferencia de electrones".

La aplicación más difícil para el Internet de las Cosas, según Choi, serán las redes de sensores inalámbricos desplegadas sin vigilancia en entornos remotos y difíciles. Estos sensores estarán lejos de una red eléctrica y será difícil llegar a ellos para sustituir las baterías tradicionales cuando se agoten. Como esas redes permitirán conectar todos los rincones del mundo, la autonomía energética es el requisito más crítico.

"Ahora mismo, estamos en el 5G, y dentro de los próximos 10 años creo que será el 6G", dijo. "Con la inteligencia artificial, vamos a tener un enorme número de dispositivos inteligentes, autónomos y siempre conectados en plataformas extremadamente pequeñas. ¿Cómo se alimentan estos dispositivos miniaturizados? Las aplicaciones más difíciles serán los dispositivos desplegados en entornos desatendidos. No podemos ir allí a sustituir las baterías, así que necesitamos cosechadores de energía miniaturizados"

Choi compara estas nuevas biobaterías -que miden 3 centímetros por 3 centímetros cuadrados- con ladrillos de Lego que pueden combinarse y reconfigurarse de diversas maneras en función de la potencia eléctrica que necesite un sensor o dispositivo.

Entre las mejoras que espera conseguir mediante nuevas investigaciones está la creación de un paquete que pueda flotar en el agua y realizar una autocuración para reparar automáticamente los daños sufridos en entornos adversos.

"Mi objetivo final es hacerlo realmente pequeño", dijo. "Lo llamamos 'polvo inteligente', y un par de células bacterianas pueden generar energía suficiente para hacerlo funcionar. Entonces podremos esparcirlo por donde sea necesario".

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

Hechos, antecedentes, expedientes
  • baterías
  • bacterias