Una batería recargable que funciona con vitamina B-12
Ligero, seguro y sostenible: el prototipo utiliza este compuesto natural como catalizador en las baterías de zinc-aire.
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La vitamina B12 es una vitamina esencial para el correcto funcionamiento del organismo y se encuentra en los alimentos de origen animal. La producen ciertas bacterias que, además de encontrarse en la naturaleza, se cultivan en instalaciones industriales para su uso comercial, principalmente por parte de las industrias alimentaria y farmacéutica. Resulta beneficiosa cuando existen determinadas carencias nutricionales y, en los últimos tiempos, se ha popularizado, junto con otras vitaminas del grupo B, como remedio para la resaca, ya que puede ayudar a reducir la fatiga. A sus usos ya consolidados en medicina, alimentación y veterinaria se puede añadir ahora una aplicación inusual: un equipo de la Universidad de Córdoba la ha empleado, por primera vez, como catalizador en el desarrollo de una batería recargable.
Investigadores del grupo de investigación de Química Física (FQM-204) del Instituto Químico de Energía y Medio Ambiente (IQUEMA) de la Universidad de Córdoba han desarrollado una batería recargable que funciona con vitamina B-12
University of Cordoba
El prototipo ha sido diseñado por investigadores del grupo de investigación de Química Física (FQM-204) del Instituto Químico de Energía y Medio Ambiente (IQUEMA) de la Universidad de Córdoba. Se trata de una batería de zinc-aire que incorpora vitamina B12, también conocida como cobalamina, fijada a nanotubos de carbono de pared simple. Esta configuración facilita la reacción electroquímica, ya que la vitamina contiene cobalto (III) en su núcleo. Esta es la tercera vez que este grupo utiliza una biomolécula como catalizador, tras sus trabajos anteriores sobre baterías fabricadas con hemoglobina y catalasa, que contienen hierro (II) y hierro (III), respectivamente. El principal avance radica en que, en el caso de la B12, el equipo ha logrado que la batería desarrollada sea recargable, alcanzando hasta 250 ciclos de carga y descarga.
A la hora de seleccionar el material, «nos fijamos en las propiedades que podemos encontrar en materiales naturales para utilizarlas en nuevas baterías», explicó Manuel Cano Luna, autor del estudio, junto con los investigadores Valentín García Caballero, Miguel López León, Pablo Gómez Argudo, Luis Camacho Delgado, José Miguel Rodríguez Mellado, María Teresa Martín Romero, José Abad López y Antonio Jesús Fernández Romero. Al tratarse de una vitamina muy soluble, el reto consistía en encontrar una forma de retenerla en el interior de una batería que funciona con electrolitos acuosos. La solución consistió en fijarla a nanotubos de carbono, simulando «el proceso mediante el cual los aminoácidos se unen entre sí en las proteínas».
Ligeras, seguras y sostenibles
El estudio, publicado en la revista *Journal of Materials Chemistry A*, supone un paso más en la búsqueda de alternativas a las baterías convencionales de iones de litio, que dependen de materias primas cuya extracción plantea retos económicos, sociales y medioambientales. En este sentido, las baterías de zinc-aire son una alternativa prometedora debido a su alta densidad energética y al uso de materiales como el zinc —que es abundante y reciclable— y el propio oxígeno. Además, como no necesitan almacenar todo el material reactivo en el interior de la batería —puesto que obtienen el oxígeno del entorno—, estas baterías son más ligeras, razón por la cual su uso se está generalizando cada vez más en dispositivos pequeños, como los audífonos. El uso de electrolitos acuosos no inflamables también las hace más seguras.
Sin embargo, para facilitar la reacción que convierte la energía química en energía eléctrica, se necesita un catalizador eficaz; en el caso de las baterías recargables, este catalizador también debe ser capaz de desempeñar su función en ambos sentidos: carga y descarga. En este caso, el investigador Antonio Jesús Fernández Romero explicó que la vitamina B12 «ha demostrado cumplir las condiciones necesarias para actuar como un buen catalizador, ya que, durante la descarga, cataliza la reducción del oxígeno a agua y, durante la recarga, favorece la producción de oxígeno».
Este avance allana el camino para el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía más baratos y sostenibles que podrían desempeñar un papel clave a la hora de abordar algunos de los retos que plantea la transición energética, como la creación de baterías capaces de almacenar el excedente de energía generado por fuentes renovables.
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