Advanced Battery Technology Breakthrough

Se ha desarrollado una nueva batería de papel desechable


Los investigadores creen que su invento podría reducir el impacto ambiental negativo de los dispositivos electrónicos desechables de bajo consumo.

La batería se activa con agua y podría aplicarse a una amplia gama de dispositivos electrónicos de un solo uso.

Un estudio de prueba de concepto publicado en la revista Informes científicos describe una batería de papel desechable activada por agua. Según los científicos, podría usarse para alimentar una amplia variedad de dispositivos electrónicos desechables de un solo uso y bajo consumo, como etiquetas inteligentes para rastrear artículos, sensores ambientales y dispositivos de diagnóstico médico, minimizando así su impacto ambiental.

La batería fue desarrollada por Gustav Nyström y sus colegas, y consta de al menos una celda de un centímetro cuadrado y está formada por tres tintas que se han impreso en una hoja de papel rectangular. La tira de papel se cubre con sal de cloruro de sodio y uno de sus extremos más cortos se ha sumergido en cera.

Uno de los lados planos del papel está impreso con tinta que contiene escamas de grafito, que sirve como extremo positivo de la batería (cátodo). El otro lado está impreso con tinta que contiene polvo de zinc, que sirve como extremo negativo de la batería (ánodo).

Además, además de las otras dos tintas, se imprime en ambos lados del papel una tinta que contiene escamas de grafito y negro de carbón. Esta tinta une los extremos positivo y negativo de la batería a dos cables colocados en el extremo del papel sumergido en cera.

Las sales del papel se disuelven cuando se añade una pequeña cantidad de agua, liberando iones cargados. Estos iones se esparcen por el papel para activar la batería, lo que hace que el zinc de la tinta en el extremo negativo de la batería libere electrones.

Conectar los cables a un dispositivo eléctrico cierra el circuito para que los electrones puedan transferirse desde el extremo negativo, a través de la tinta, los cables y el dispositivo que contienen grafito y negro de carbón, al extremo positivo (la tinta que contiene grafito) donde se transferido al oxígeno en el aire circundante. Estas reacciones generan una corriente eléctrica que se puede utilizar para alimentar el dispositivo.

Para demostrar la capacidad de su batería para hacer funcionar dispositivos electrónicos de bajo consumo, los autores combinaron dos celdas en una batería y la usaron para alimentar un despertador con una pantalla de cristal líquido. El análisis del rendimiento de una batería de una celda reveló que después de agregar dos gotas de agua, la batería se activaba en 20 segundos y, cuando no estaba conectada a un dispositivo que consumiera energía, alcanzaba un voltaje estable de 1,2 voltios.

El voltaje de una pila alcalina AA estándar es de 1,5 voltios. Después de una hora, el rendimiento de la batería de una celda disminuyó significativamente debido al secado del papel. Sin embargo, después de agregar dos gotas más de agua, mantuvo un voltaje operativo estable de 0,5 voltios durante más de una hora adicional.

Los autores proponen que la biodegradabilidad del papel y el zinc podría permitir que su batería minimice el impacto ambiental de la electrónica desechable de bajo consumo. Sugieren que la sostenibilidad de la batería se puede aumentar aún más al minimizar la cantidad de zinc utilizado en la tinta, lo que también permite controlar con precisión la cantidad de electricidad que genera la batería.

Referencia: “Batería de papel desechable activada por agua” por Alexandre Poulin, Xavier Aeby y Gustav Nyström, 28 de julio de 2022, Informes científicos.
DOI: 10.1038/s41598-022-15900-5

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