En un avance que podría transformar el diseño de dispositivos electrónicos portátiles, un equipo del Laboratorio de Electrónica Orgánica (LOE) de la Universidad de Linköping, en Suecia, desarrolló una batería blanda y adaptable que puede moldearse a voluntad y estirarse hasta duplicar su longitud sin perder funcionalidad.
El estudio fue publicado en la revista Science Advances y propuso una arquitectura energética alternativa para enfrentar los desafíos que plantea la proliferación de tecnologías conectadas.
Según datos de la propia universidad y citados por el medio de tecnología Tech Xplore, se proyecta que más de un billón de dispositivos estarán conectados a internet en los próximos diez años.
Aparte de celulares y computadoras, esta cifra incluirá una amplia gama de sistemas electrónicos portátiles y sensibles al cuerpo humano, como marcapasos, bombas de insulina, sensores biomédicos, textiles electrónicos o implantes nerviosos. Todos ellos requieren soluciones energéticas que no interfieran con su funcionalidad o diseño.
Electrodos líquidos: un enfoque inédito
El núcleo de la innovación se basa en la conversión de los electrodos sólidos tradicionales a forma líquida, una decisión que, según el investigador principal Aiman Rahmanudin, permite una integración radicalmente distinta en los dispositivos.
A diferencia de intentos anteriores que se apoyaban en compuestos elásticos o estructuras mecánicas deslizantes, el equipo sueco trabajó con una reconfiguración estructural del componente energético, eliminando la rigidez como factor condicionante de la capacidad, según informó la universidad en un comunicado.
Los electrodos fluidos ya habían sido probados anteriormente utilizando metales líquidos como el galio, pero estos materiales solo funcionan como ánodo y presentan riesgo de solidificación durante los ciclos de carga.
Además, muchas de las baterías estirables previas se basaban en tierras raras o elementos difíciles de extraer, lo que amplificaba su impacto ambiental.
Elasticidad sin pérdida de capacidad
La batería desarrollada por el LOE demuestra que es posible mantener una alta capacidad sin sacrificar la flexibilidad, lo cual representa una novedad técnica en este campo.
“Hemos demostrado que la capacidad es independiente de la rigidez”, declaró Rahmanudin en el comunicado. Esta independencia abre nuevas puertas en el diseño de tecnologías portátiles o implantables, donde el espacio y la adaptabilidad del material energético son condiciones fundamentales.
Además de su flexibilidad, el sistema energético sueco puede recargarse y descargarse más de 500 veces manteniendo su rendimiento.
La textura del material es comparable a la pasta de dientes, lo que permite incluso moldearlo mediante impresión 3D, una propiedad que podría tener aplicaciones directas en la personalización de dispositivos biomédicos o textiles inteligentes, según indicó en su artículo el medio de tecnología Popular Mechanics.
Lignina y polímeros: materiales abundantes y sostenibles
Otro elemento distintivo de esta batería es su composición. Los investigadores utilizaron polímeros conjugados conductores combinados con lignina, un subproducto abundante de la industria papelera.
Este enfoque sustituye materiales raros por materias primas accesibles, lo que favorece la escalabilidad industrial y la sostenibilidad del producto final.
“Al reutilizar un subproducto como la lignina para convertirlo en un material de alto valor, como componente para baterías, contribuimos a un modelo más circular”, explicó Mohsen Mohammadi, investigador postdoctoral y coautor del estudio, según Popular Mechanics.
La elección de materiales, además de reducir los costos, también disminuye los efectos negativos asociados a la extracción minera de metales raros.
Próximos desafíos técnicos
Aunque el prototipo funciona y fue validado experimentalmente, los investigadores reconocen que aún existen limitaciones por resolver.
En su forma actual, la batería alcanza un voltaje de 0,9 voltios, insuficiente para competir con las baterías de iones de litio comerciales que superan los cuatro voltios. “El concepto funciona, pero es necesario mejorar el rendimiento”, dijo Rahmanudin, según indicó Tech Xplore.
Para aumentar la eficiencia energética sin comprometer la sostenibilidad, el equipo está explorando el uso de zinc o manganeso, dos metales abundantes en la corteza terrestre y más sostenibles en comparación con otros compuestos usados en la industria de almacenamiento energético.
