Inspirándose en las plantas: una batería de papel metal-aire para dispositivos portátiles
"La batería no sólo ha demostrado unos resultados de rendimiento impresionantes, sino que funciona sin utilizar materiales tóxicos"
Durante más de dos milenios, el papel ha sido un elemento básico de la civilización humana. Pero hoy en día, el uso del papel no se limita a la escritura. También desempeña un papel fundamental en la construcción de un futuro más ecológico.
Los dispositivos ligeros y finos basados en papel ayudan a reducir la dependencia de materiales metálicos o plásticos, al tiempo que son más fáciles de desechar. Desde dispositivos de diagnóstico basados en papel que permiten detectar enfermedades infecciosas de forma económica y rápida hasta baterías y dispositivos energéticos que ofrecen una alternativa ecológica para la generación de energía, los científicos están encontrando formas ingeniosas de dar uso a este versátil material.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Tohoku ha presentado una batería de magnesio-aire (Mg-aire) de alto rendimiento basada en papel y activada por agua.
"Nos inspiramos en el mecanismo de respiración de las plantas", señala Hiroshi Yabu, autor del estudio. "La fotosíntesis es análoga al proceso de carga y descarga de las baterías. Igual que las plantas aprovechan la energía solar para sintetizar azúcar a partir del agua del suelo y el dióxido de carbono del aire, nuestra batería utiliza magnesio como sustrato para generar energía a partir de oxígeno y agua."
Para fabricar la batería, Yabu y sus colegas pegaron una lámina de magnesio sobre papel y añadieron el catalizador catódico y la capa de difusión de gas directamente a la otra cara del papel. La batería de papel alcanzó una tensión de circuito abierto de 1,8 voltios, una densidad de corriente de 1,0 voltios de 100 mA/cm² y una potencia máxima de 103 milivatios/cm².
"La batería no sólo demostró unos resultados de rendimiento impresionantes, sino que funciona sin utilizar materiales tóxicos, sino que emplea cátodos de carbono y un electrocatalizador pigmentado que han superado estrictas evaluaciones", añade Yabu.
Los investigadores probaron la batería en un sensor de pulsioximetría y otro de GPS, lo que demuestra su versatilidad para dispositivos portátiles.
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