Las baterías en forma de hilo son ligeras, flexibles y pueden tejerse o entrelazarse para adaptarse a diversas aplicaciones marinas.
Batería en forma de hilo utiliza agua de mar para alimentar dispositivos
La mayoría de las baterías convencionales son rígidas y no compatibles con el agua. Sin embargo, muchas actividades humanas, tanto laborales como recreativas, se desarrollan en océanos y estuarios, lo que genera la necesidad de contar con fuentes de energía flexibles, ligeras y seguras en ambientes salinos.
Ahora, investigadores han desarrollado un prototipo de batería en forma de hilo que funciona sumergida en agua de mar. Este avance, publicado en la revista ACS Applied Materials and Interfaces, demuestra cómo las hebras recargables pueden usarse para crear redes de pesca que iluminan luces LED, o tejidos capaces de alimentar temporizadores.
Innovación en baterías flexibles y resistentes al agua
Las baterías flexibles y en forma de hilo ofrecen una ventaja clave: pueden tejerse o entrelazarse en diversas formas para adaptarse a diferentes aplicaciones. Además de ser ligeras, estas baterías están diseñadas para ser impermeables. Lo que distingue este prototipo de otras tecnologías es que, en lugar de evitar el contacto con el agua, se aprovecha el agua salada como un componente esencial: el electrolito. Este líquido permite la conducción de electricidad a través de iones presentes en el agua de mar, como sodio, cloruro y sulfato.
Yan Qiao, Zhisong Lu y su equipo ya habían desarrollado previamente una batería compatible con el agua, utilizando fibras de carbono y algodón, que empleaba el sudor humano como electrolito para monitores de ejercicio. Inspirados por este enfoque, decidieron aprovechar las propiedades del agua de mar para crear una versión marina de esta batería recargable. Las aplicaciones potenciales incluyen luces para redes de pesca, chalecos salvavidas o boyas.
Fabricación de los electrodos y estructura de la batería
Para construir los electrodos, el equipo trató paquetes de fibra de carbono con recubrimientos conductores. Se emplearon hexacianoferrato de níquel para el cátodo (electrodo positivo) y poliamida para el ánodo (electrodo negativo). Luego, retorcieron ambos paquetes para formar hilos que funcionaran como cátodo y ánodo.
La batería se ensambló envolviendo el hilo del cátodo en una capa de fibra de vidrio, colocándolo junto al ánodo, y cubriendo ambos con una tela no tejida y permeable. Este diseño protege los electrodos mientras permite que el agua de mar entre en contacto con ellos. Durante las pruebas, la batería mantuvo su capacidad de almacenar carga incluso después de ser doblada 4.000 veces. Además, al evaluarla en agua de mar, retuvo la mayor parte de su eficiencia y capacidad de almacenamiento inicial tras 200 ciclos de carga y descarga.
Pruebas y aplicaciones en el mundo real
Como prueba de concepto, los investigadores anudaron las hebras de batería en una red de pesca y tejieron un trozo rectangular de tela con las mismas. Al sumergir la red en agua de mar, la batería absorbió el electrolito y fue cargada, logrando encender un panel con 10 luces LED. De manera similar, el tejido sumergido en una solución de sulfato de sodio pudo alimentar un temporizador durante más de una hora.
Impacto en aplicaciones marinas sostenibles
Este prototipo tiene un potencial significativo para su uso en entornos marinos. El aprovechamiento del agua de mar como electrolito representa un enfoque sostenible y eficiente para desarrollar dispositivos energéticos que no dependan de materiales contaminantes. Además, la flexibilidad y resistencia de esta batería podrían integrarse en herramientas de seguridad y productividad para pescadores, científicos marinos y cualquier otra actividad relacionada con el mar.
Este avance subraya cómo la innovación en energías renovables y materiales avanzados puede contribuir a un futuro más sostenible, reduciendo la dependencia de fuentes de energía tradicionales y ofreciendo soluciones tecnológicas adaptadas a las necesidades humanas y medioambientales.
Vía acs.org
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