Dispositivos de tecnología de vanguardia como los que pueden llevarse puestos a modo de ropa, los que comienzan a integrar lo que se conoce como “internet de las cosas” o los robots de tamaños minúsculos, requieren fuentes de energía ligeras y mecánicamente flexibles. Las baterías convencionales, que desde el punto de vista exclusivamente energético constituyen la mejor opción de fuente de energía, suelen ser demasiado rígidas y pesadas para resultar útiles, y además contienen materiales tóxicos que pueden acabar liberándose en el entorno. Los dispositivos recolectores que capturan energía del entorno y la convierten en energía eléctrica utilizable, son más ligeros, pero su rendimiento es limitado.
La solución a este dilema puede que haya llegado ahora. Unos científicos han inventado y probado una batería elástica y no tóxica que funciona extrayendo la humedad del ambiente, incluso en climas tan secos como el de los desiertos. Las baterías de esta nueva clase podrían tener sus primeras aplicaciones prácticas en la internet de las cosas, en dispositivos que se pueden llevar puestos como parte de prendas de vestir, y en sistemas avanzados de seguridad con activación de interruptores de apagado de emergencia.
El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Rajaram Kaveti y Amay Bandodkar, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, y Raudel Avila, de la Universidad Rice, en Estados Unidos ambas instituciones.
La nueva batería activada por humedad incluye un ánodo de magnesio y un cátodo de plata / cloruro de plata, con una membrana de celulosa cargada con sales de cloruro de litio que actúa como separador. El separador capta la humedad del aire, la cual disuelve las sales y crea el electrolito, permitiendo que la carga fluya a través de la batería.
La batería prescinde así de electrolitos tóxicos e inflamables. Y dado que solo se activa al exponerse al aire, permanece inactiva dentro del embalaje sellado, lo que le confiere una mayor vida útil.
Los investigadores también mejoraron el rendimiento de la batería al estirarse. La mayoría de las baterías elásticas utilizan una serie de interconectores en serpentín que mantienen el flujo de corriente al estirarse. Sin embargo, estirar el dispositivo crea espacios que reducen la densidad de energía. El diseño de la nueva batería activada por humedad utiliza una estructura de escamas superpuestas densamente empaquetadas, lo que elimina la mayoría de esos espacios.
Los investigadores utilizaron la batería para hacer funcionar un oxímetro durante un periodo de hasta 30 horas, demostrando que su tiempo de servicio es comparable al de las baterías convencionales.
Además, la batería es más ligera que muchas de las baterías comerciales existentes y está fabricada con materiales biocompatibles y biodegradables, lo que la convierte en una alternativa viable a las baterías de iones de litio.
Kaveti y sus colegas exponen los detalles técnicos de la nueva batería en la revista académica Science Advances, bajo el título “Safe, high-performance, moisture-activated batteries for powering next-generation Internet-of-Things devices”.
