Por Anuradha Wadhwani
Las pilas están a punto de convertirse en los héroes del futuro - en electrónica de consumo, vehículos y ahora casas. Pero no son sólo las aplicaciones de las baterías que están avanzando; expectativas sobre la capacidad de la batería se han disparado a niveles sin precedentes. La electrónica de energía de alto consumo están constantemente hambrientos de poder, y las tecnologías de baterías recargables más tengamos, mejor.
Pero esta es un área donde las agencias ambientales están instando a las empresas a pisar con cuidado. La mayoría de las baterías contienen metales pesados que dañan nuestra salud y el medio ambiente. Mientras que los estadounidenses compran un estimado de 3 mil millones de pilas secas al año, la Comisión Europea dice: "Cada año, aproximadamente 800.000 toneladas de baterías de automoción, 190.000 toneladas de baterías industriales y 160.000 toneladas de baterías de consumo entrar en la Unión Europea." Aunque miles de toneladas de estas baterías terminan en los vertederos cada año, las tasas de reciclado siguen siendo decepcionantemente baja.
Curiosamente, esto también apunta hacia un espacio en blanco que ahora está atrayendo cierta atención: bio-baterías. El término se refiere a las baterías que no contienen materiales tóxicos y biodegradables. El interés en las baterías biodegradables se ha ido acumulando desde hace un tiempo. Los biólogos y científicos se han dado cuenta de que muchos materiales de origen natural pueden almacenar y liberar energía para las aplicaciones de hoy en el mundo, tales como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, electrónica portátiles y dispositivos médicos.
Electrónica de vehículos y textiles alimentados por baterías totalmente naturales y biodegradables
Un equipo de investigadores de la sueca KTH Royal Institute of Technology ha colaborado con sus homólogos de la Universidad de Stanford para utilizar fibra de madera para desarrollar una batería. Los resultados, publicados en junio, fueron tremendamente estimulante. El equipo fue capaz de desarrollar con éxito las baterías suaves y elásticos con sorprendentemente altas capacidades utilizando NANOCELULOSA derivado de fibras de árboles. Los investigadores dicen que el material 'aerogel' encontrará usos en vehículos y ropa.
El año pasado, los investigadores de Virginia Tech encontraron el éxito dulce con un bio-batería que está alimentado por el azúcar - una potencia de almacenamiento de energía.Lo que es igualmente fascinante es que esta batería recargable es 10 veces más energía-densos que una batería de iones de litio del mismo tamaño. Desde teléfonos celulares a los videojuegos a las tabletas, la batería de azúcar con motor podría golpear el mercado de la electrónica comercial en cerca de tres años, dice profesor asociado YH Percival Zhang, quien encabezó el proyecto.
En junio ingeniero Seokheun Choi, de la Universidad de Binghamton, utilizado algo más abundante que el azúcar para alcanzar un nuevo hito en la tecnología de las baterías: microbios. Aplicó el arte japonés del origami para construir una batería que extrae energía de la respiración microbiana. El agua sucia, la cual está llena de materia orgánica, funciona a las mil maravillas en esta batería, dice Choi. Una sola gota de agua sucia puede generar suficiente energía para un biosensor. Durante cinco centavos la pieza, la batería podría ser un cambio de juego si se comercializa con éxito.
Baterías biodegradables que podrían revolucionar la administración de fármacos
Imagine una pequeña batería que viaja a través del cuerpo, administra una dosis de drogas precisa en el lugar deseado, y se desintegra sin dejar rastro. En unos pocos años a partir de ahora, la administración de fármacos, tal como la conocemos hoy en día, nunca será la misma.
Los investigadores dirigidos por el profesor John Rogers de la Universidad de Illinois han desarrollado una batería biodegradable que contiene magnesio, tungsteno, hierro y molibdeno que se pueden administrar fármacos o de forma inalámbrica enviar datos a un dispositivo externo a medida que viaja a través del cuerpo. La batería de polímero con recubrimiento biodegradable se disuelve poco a poco, sin efectos nocivos.
En la Universidad Carnegie Mellon, los investigadores usaron tinta de sepia para desarrollar baterías de sodio-ion totalmente biodegradables que describen como ". Comestibles" Profesores Chris Bettinger y Jay Whitacre dice que la batería, que es aproximadamente del tamaño de una píldora de la media, se expande en tamaño sólo cuando se alcanza la posición deseada dentro del cuerpo gracias a su polímero con memoria de forma. Y porque es tan versátil, la batería podría ir mucho más allá de la entrega de drogas y encajan perfectamente en aplicaciones comoesta drone biodegradable de la NASA.
Si estas ideas son exitosas fuera de un laboratorio, podrían revolucionar el concepto mismo de innovaciones tecnológicas "limpias". Pero eso es precisamente donde reside el problema: innovaciones bio-baterías han sido hasta ahora limitado a los laboratorios. A menos que estas innovaciones de instituciones académicas encuentran una plataforma de lanzamiento comercial pronto, será al menos una década antes de hacer ningún progreso real.
Créditos de imagen: 1) KTH Royal Institute of Technology; 2) Universidad de Binghamton; 3) Carnegie Mellon University
Habiendo trabajado extensamente como periodista con los principales diarios nacionales en la India, Anuradha Wadhwani ahora escribe para la firma de inteligencia de mercado Transparencia Investigación de Mercados. Anuradha es un apasionado de seguimiento (y cuestionamiento!) Las tendencias del mercado a través de áreas como la sostenibilidad, materiales innovadores, y productos químicos.
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