Las baterías se pasan al papel

“Me he quedado sin batería” es una de las frases más recurrentes en esta época de hiperconexión. Se desarrollan las pantallas, los procesadores y las prestaciones de los móviles, pero las baterías que alimentan estos dispositivos parecen estancadas. Se siguen usando las baterías de litio como hace una década. Miles de empresas de todo el mundo están investigando nuevas alternativas, más potentes, flexibles y compactas para afrontar el reto de una nueva generación de wearables y móviles sedientos de electricidad. Además, hay otro problema: las tecnologías actuales son altamente contaminantes. Por eso, parte del esfuerzo de los investigadores se centra en el desarrollo de baterías biodegradables y uno de sus campos más prometedores es el de la electrónica impresa en papel, llevando el reciclaje a una nueva dimensión.    

Los sensores fabricados a partir de celulosa son una de las opciones que se han explorado en los últimos años, pero requieren su propia fuente de energía, lo que hasta ahora exigía recurrir a baterías convencionales. El equipo del doctor Seokheun Choi, de la Universidad de Binghamton (Nueva York, EEUU), decidió afrontar el reto desde otra perspectiva. Su objetivo era conseguir baterías baratas, flexibles y biodegradables, y para ello centraron su atención en los compuestos químicos orgánicos.

Por ello y tras imprimir unas finísimas capas de metal sobre la superficie de papel y añadirle una serie de polímeros, decidieron probar con exoelectrógenos liofilizados. La liofilización consiste en la deshidratación de un compuesto a través de su congelación y la posterior eliminación del hielo generado mediante un calentamiento a vacío que lo transforma en vapor. Así mismo, los exoelectrógenos son microorganismos, por ejemplo bacterias, capaces de transmitir electrones más allá de su membrana celular. Para activar la batería solo es preciso añadir agua o saliva, de manera que los electrones liberados por los exoelectrógenos alcanzan los electrodos de la batería y generan electricidad. De acuerdo con los investigadores, tras añadir el líquido al prototipo, en dos minutos se generó suficiente electricidad como para encender una luz LED y una calculadora.

Las baterías de Choi y su equipo son biodegradables hasta las últimas consecuencias: una vez agotado el ciclo de generación de electricidad, las bacterias comienzan a metabolizar el propio soporte de papel hasta reducirlo a componentes medioambientalmente inocuos.   

La batería que ha fabricado este grupo de investigación es de un solo uso y tiene una vida útil de dos meses, sin embargo podría tener una gran cantidad de aplicaciones en situaciones de emergencia o en dispositivos de alerta. De hecho, una de las grandes ventajas de esta innovación tecnológica es que las bacterias, uno de los organismos más antiguos de nuestro planeta, pueden resistir las condiciones más extremas y los lugares más inhóspitos.

Transistores de papel

Sin embargo, las baterías no son el único terreno donde el papel puede desempeñar una función importante en la electrónica. Este año, los investigadores Elvira Fortunato y Rodrigo Martins han publicado un artículo en la revista científica ACS en el que exploran la posibilidad de crear transistores mediante el uso de papel. Su objetivo, al igual que en el caso anterior, es prescindir del silicio y desarrollar una tecnología asequible y biodegradable.

Estos científicos portugueses han conseguido crear semiconductores y aislantes eléctricos gracias a un biopolímero como la celulosa. Para ello, su superficie se imprime con tintas que incorporan nanopartículas de zinc o galio para, posteriormente, añadir una delgada capa de aluminio que ejerce de conductor entre los elementos, además de disipar el calor.

Con esta innovadora tecnología se podrían imprimir células fotovoltaicas, sensores y hasta circuitos RFID, es decir, sistemas de identificación por radiofrecuencia. En definitiva, puede que estos transistores no sustituyan al procesador de tu ordenador a corto plazo, pero sus aplicaciones, por ejemplo, para el seguimiento de productos en la industria alimentaria, es factible a corto plazo.

Fuente: Inverse, ACS