Batería biodegradable impresa en 3D

El número de microdispositivos de transmisión de datos aumentará considerablemente en los próximos años. Todos estos dispositivos necesitan energía, pero la cantidad de baterías tendría un gran impacto en el medio ambiente. Los investigadores han desarrollado un minicondensador biodegradable que puede resolver el problema. La nueva batería consta de carbono, celulosa, glicerina y sal de mesa y se fabrica con una impresora 3D.

El dispositivo de fabricación es una impresora 3D modificada y comercialmente disponible que dispensa una mezcla de nanofibras de celulosa y nanocristalitos de celulosa, además de carbón en forma de negro de carbón, grafito y carbón activado. Para licuar todo esto, los investigadores usan glicerina, agua y dos tipos diferentes de alcohol, así como una pizca de sal de mesa para la conductividad iónica.

Para construir un supercondensador funcional a partir de estos ingredientes, se necesitan cuatro capas, todas saliendo de la impresora 3D una tras otra:un sustrato flexible, una capa conductora, el electrodo y, finalmente, el electrolito. Luego se dobla todo como un sándwich, con el electrolito en el centro.

El minicondensador puede almacenar electricidad durante horas y ya puede alimentar un pequeño reloj digital. Puede soportar miles de ciclos de carga y descarga y años de almacenamiento, incluso a temperaturas bajo cero, y es resistente a la presión y los golpes. Cuando ya no se necesita la batería, se puede tirar en el compost o simplemente dejarla en la naturaleza. Después de dos meses, el capacitor se habrá desintegrado, dejando solo unas pocas partículas de carbón visibles.

El material de gel no solo es una materia prima renovable y respetuosa con el medio ambiente, sino que su química interna lo hace extremadamente versátil. El supercondensador pronto podría convertirse en un componente clave para el Internet de las cosas. Dichos condensadores podrían cargarse brevemente usando un campo electromagnético, por ejemplo, y luego proporcionar energía para un sensor o un microtransmisor durante horas. Esto podría usarse, por ejemplo, para verificar el contenido de paquetes individuales durante el envío. También es concebible alimentar sensores en monitoreo ambiental o agricultura; no hay necesidad de recolectar estas baterías nuevamente, ya que podrían quedar en la naturaleza para degradarse.

La cantidad de microdispositivos electrónicos también aumentará debido a un uso mucho más generalizado de diagnósticos de laboratorio cercanos al paciente (pruebas en el punto de atención), que actualmente está en auge. Entre ellos se encuentran pequeños dispositivos de prueba para usar junto a la cama o dispositivos de autodiagnóstico para diabéticos.