Tejer una red o batería de tejidos para su uso en agua de mar

Baterías flexibles, similares al hilo, que se pueden tejer en diversas formas

28.01.2025

La mayoría de las pilas son rígidas e incompatibles con el agua. Pero la gente trabaja y juega en océanos y estuarios, y podría beneficiarse de fuentes de energía flexibles y seguras en agua salada. Ahora, unos investigadores publican en ACS Applied Materials and Interfaces un prototipo de batería similar a un hilo que funciona cuando se sumerge en agua de mar. Anudaron las hebras recargables en una red de pesca que encendía LED y tejieron una tela que alimentaba un temporizador.

Las baterías flexibles, parecidas a hilos, pueden tejerse en diversas formas. Estas fuentes de energía fibrosas son ligeras y suelen diseñarse para que sean impermeables. Pero en lugar de evitar por completo la exposición de las baterías al agua, los científicos han propuesto utilizar agua salada como componente crítico de la batería: el electrolito (un líquido que conduce la electricidad a través de iones). Yan Qiao, Zhisong Lu y sus colegas desarrollaron anteriormente una batería impermeable fabricada con fibra de carbono e hilo de algodón. Este trabajo previo utilizaba el sudor del cuerpo como electrolito para los monitores de ejercicio. Al igual que el sudor, el agua de mar, que contiene iones de sodio, cloruro y sulfato, puede servir como electrolito. Así pues, Qiao, Lu y un nuevo equipo querían desarrollar una versión marina de una batería recargable similar a un hilo que pudiera utilizarse para alimentar las luces de las redes de pesca, los chalecos salvavidas o las amarras de las boyas.

Para crear los electrodos de las baterías de agua de mar, el grupo trató haces de fibra de carbono con revestimientos conductores de la electricidad: hexacianoferrato de níquel para el electrodo positivo (cátodo) y poliamida para el negativo (ánodo). A continuación, los investigadores trenzaron dos haces para formar cordones de cátodo y ánodo en forma de hilo. Para preparar una batería, los investigadores envolvieron la cadena catódica en una capa de fibra de vidrio, la colocaron a lo largo del ánodo y envolvieron ambas cadenas en una tela permeable no tejida. La tela protege los electrodos al tiempo que permite que el agua de mar entre en contacto con ellos. En las pruebas realizadas con agua salada, la batería siguió almacenando carga eléctrica tras ser doblada 4.000 veces. Después, cuando se evaluó en agua de mar, conservó la mayor parte de la eficiencia de carga inicial y la capacidad de almacenamiento durante 200 ciclos de carga y descarga.

Por último, como prueba de concepto, el grupo anudó los hilos de la batería en una red de pesca y tejió una pieza rectangular de tela. La red se empapó en agua de mar para absorber el electrolito y se cargó. La batería de la red iluminó un panel de 10 LED. Del mismo modo, el tejido sumergido en una solución de sulfato sódico alimentó un temporizador durante más de una hora. Los investigadores afirman que su batería de hilo tiene potencial como fuente de energía en aplicaciones marinas.

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Publicación original

Yihao Jian, Jun Ju, Lingwei Pei, Wenhu Gao, Duan Li, Wei Wang, Yan Qiao, Zhisong Lu; "Constructing High-Performance Yarn-Shaped Electrodes via Twisting-after-Coating Technique for Weavable Seawater Battery"; ACS Applied Materials & Interfaces, Volume 16, 2024-12-11

https://www.quimica.es/noticias/1185414/tejer-una-red-o-bateria-de-tejidos-para-su-uso-en-agua-de-mar.html