Los científicos han creado una batería alimentada con bacterias en una sola hoja de papel para suministrar energía a la electrónica desechable. Imagen: Seokheun. Fuente: Universidad Binghamton.
Investigadores de la Universidad Binghamton, de la Universidad Estatal de Nueva York (EEUU), han desarrollado una batería alimentada con bacterias en una sola hoja de papel. Está ideada para suministrar energía a la electrónica desechable.
Asimismo, la técnica de fabricación creada por los científicos consigue reducir el tiempo de fabricación y el costo de estas baterías; cuyo diseño, afirman, podría revolucionar el uso de biobaterías como fuente de energía en áreas remotas, peligrosas o con recursos limitados.
"Los dispositivos autónomos y autosostenidos basados en papel resultan esenciales para proporcionar tratamientos eficaces y salvar vidas en entornos de recursos limitados", explica Seokheun "Sean" Choi, del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Escuela Watson De Ingeniería y Ciencias Aplicadas.
Cómo se hizo
Para fabricar una batería se necesitan dos electrodos, uno negativo (ánodo) y otro positivo (cátodo). En la batería de bacterias se creó el cátodo colocando una tira de nitrato de plata en mitad de un trozo de papel de cromatografía, bajo una fina capa de cera. El ánodo se hizo en la otra mitad del papel, con un polímero conductor.
Una vez correctamente doblado el papel y tras añadir unas gotas de líquido lleno de bacterias, la respiración celular de estos microbios se usa para impulsar el funcionamiento de la batería.
El sistema exige un montaje manual, y presenta algunos problemas, como el potencial desalineamiento de las capas de papel o la discontinuidad vertical entre capas, lo que en última instancia disminuiría la generación de energía.
Sin embargo, usando diferentes métodos de plegado y apilado, los cientificos han conseguido mejorar significativamente la potencia y las salidas de corriente. Lograron así generar 31,51 microvatios a 125,53 microamperios con seis baterías en tres series paralelas y 44,85 microvatios a 105,89 microamperios en una configuración de 6x6.
Asimismo, la técnica de fabricación creada por los científicos consigue reducir el tiempo de fabricación y el costo de estas baterías; cuyo diseño, afirman, podría revolucionar el uso de biobaterías como fuente de energía en áreas remotas, peligrosas o con recursos limitados.
"Los dispositivos autónomos y autosostenidos basados en papel resultan esenciales para proporcionar tratamientos eficaces y salvar vidas en entornos de recursos limitados", explica Seokheun "Sean" Choi, del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Escuela Watson De Ingeniería y Ciencias Aplicadas.
Cómo se hizo
Para fabricar una batería se necesitan dos electrodos, uno negativo (ánodo) y otro positivo (cátodo). En la batería de bacterias se creó el cátodo colocando una tira de nitrato de plata en mitad de un trozo de papel de cromatografía, bajo una fina capa de cera. El ánodo se hizo en la otra mitad del papel, con un polímero conductor.
Una vez correctamente doblado el papel y tras añadir unas gotas de líquido lleno de bacterias, la respiración celular de estos microbios se usa para impulsar el funcionamiento de la batería.
El sistema exige un montaje manual, y presenta algunos problemas, como el potencial desalineamiento de las capas de papel o la discontinuidad vertical entre capas, lo que en última instancia disminuiría la generación de energía.
Sin embargo, usando diferentes métodos de plegado y apilado, los cientificos han conseguido mejorar significativamente la potencia y las salidas de corriente. Lograron así generar 31,51 microvatios a 125,53 microamperios con seis baterías en tres series paralelas y 44,85 microvatios a 105,89 microamperios en una configuración de 6x6.
Potenciales aplicaciones
El avance es importante porque, por ejemplo, en el campo de batalla o en una situación de desastre, la usabilidad y la portabilidad es fundamental.
Además, la batería creada proporcionaría la suficiente energía como para alimentar biosensores que monitoreen los niveles de glucosa en pacientes diabéticos, detecten patógenos en un cuerpo o realicen otras funciones que salvan vidas.
Hace unos años, científicos de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, ya consiguieron convertir una hoja de papel en una batería eficiente. En aquel caso, el truco para transformar el papel en almacén energético consistió en introducirlo en una tinta con nanotubos de carbono y nanofilamentos de plata, que hicieron que la hoja almacenase y moviese la electricidad, incluso estando arrugada.
Además de bacterias, en algunas baterías también se han usado virus. Lo han hecho científicos del MIT, por ejemplo. Estos desarrollaron en 2009 un prototipo de batería de ión de litio cuyo cátodo y ánodo fueron fabricados con virus genéticamente modificados.
El avance es importante porque, por ejemplo, en el campo de batalla o en una situación de desastre, la usabilidad y la portabilidad es fundamental.
Además, la batería creada proporcionaría la suficiente energía como para alimentar biosensores que monitoreen los niveles de glucosa en pacientes diabéticos, detecten patógenos en un cuerpo o realicen otras funciones que salvan vidas.
Hace unos años, científicos de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, ya consiguieron convertir una hoja de papel en una batería eficiente. En aquel caso, el truco para transformar el papel en almacén energético consistió en introducirlo en una tinta con nanotubos de carbono y nanofilamentos de plata, que hicieron que la hoja almacenase y moviese la electricidad, incluso estando arrugada.
Además de bacterias, en algunas baterías también se han usado virus. Lo han hecho científicos del MIT, por ejemplo. Estos desarrollaron en 2009 un prototipo de batería de ión de litio cuyo cátodo y ánodo fueron fabricados con virus genéticamente modificados.
Referencia bibliográfica:
Yang Gao, Seokheun Choi. Stepping Toward Self-Powered Papertronics: Integrating Biobatteries into a Single Sheet of Paper. Advanced Materials Technologies (2016). DOI: 10.1002/admt.201600194,
Yang Gao, Seokheun Choi. Stepping Toward Self-Powered Papertronics: Integrating Biobatteries into a Single Sheet of Paper. Advanced Materials Technologies (2016). DOI: 10.1002/admt.201600194,