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2022-08-19Una batería imita el ciclo de vida de una planta para generar energía eléctrica

CSIC |Un equipo del CSIC y el BCMaterials lidera el desarrollo de una batería inspirada en la naturaleza que puede ser biodegradada al final de su vida útil siguiendo el ciclo natural de una planta.

Una batería con raíz, tallo y hojas que, a través de su sistema de fluidos, es capaz de imitar el ciclo de vida de una planta y generar energía. Así es la batería biodegradable con forma de flor y basada en papel que ha sido creada en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), y de la que ahora se publican resultados en Energy & Environmental Science. 

La naturaleza es la fuente de inspiración de este dispositivo, ecodiseñado para responder a las necesidades de la agricultura de precisión y de un mundo que necesita una mayor producción de alimento que sea, a su vez, más sostenible. La batería (bautizada como FlowER Battery, como abreviatura del inglés Evaporation Flow Redox Battery) opera siguiendo el principio de transpiración de una planta y mueve los reactivos por su estructura microfluídica hasta expulsarlos por evaporación. La energía se produce gracias a la reacción electroquímica que generan las especies redox en un par de electrodos de carbono porosos. 

“Esta batería representa un nuevo hito en nuestra línea de investigación, la cual propone un nuevo paradigma de baterías que siguen el ciclo de vida de los dispositivos que alimentan. En este caso, la hemos adaptado a un fin de vida biodegradable o compostable, muy adecuado para entornos agrícolas o forestales”, explica el autor principal Juan Pablo Esquivel, actualmente investigador IKERBASQUE en el BCMaterials y en el IMB-CNM-CSIC al inicio del proyecto. 

Las baterías convencionales actuales empleadas para alimentar dispositivos de agricultura de precisión deben ser retiradas del campo para su correcto reciclaje, de lo contrario, generan un grave impacto en el entorno. 

La FlowER Battery es capaz de producir energía suficiente para alimentar sensores inalámbricos comerciales que puedan reportar parámetros relacionados con las necesidades del campo, como la luz, la humedad del suelo o la temperatura. 

“Durante el desarrollo de la batería se ha priorizado la sostenibilidad, para crear una tecnología disruptiva dentro de los límites ecológicos del planeta y capaz de dar solución a las necesidades energéticas de los dispositivos electrónicos”, indica Marina Navarro, del IMB-CNM y primera autora de la publicación. “La batería está basada en papel y materiales no tóxicos, por lo que no es perjudicial para la naturaleza. Además, junto con el grupo de compostaje (GICOM) de la Universidad Autónoma de Barcelona hemos evaluado su biodegradabilidad y no toxicidad siguiendo los estándares internacionales”, subraya. 

Los resultados forman parte del proyecto BIDEKO, financiado por la Agencia Estatal de Investigación (Ministerio de Ciencia e Innovación) y la Unión Europea con fondos Next Generation EU. Coordinado por la empresa Fuelium, participan los centros de investigación IMB-CNM-CSIC, Basque Center for Materials, Applications and Nanostructures (BCMaterials), Instituto de Ciencia y Tecnología Ambiental (ICTA-UAB), el Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals (CREAF), el Grupo de Investigación en Compostaje de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), el centro tecnológico GAIKER y la multinacional ArcelorMittal. 

Sabela Rey / CSIC Comunicación

Referencia científica: 

Marina Navarro-Segarra, Carles Tortosa, Carlos Ruiz-Díez, Denis Desmaële Teresa Gea, Raquel Barrena, Neus Sabaté and Juan Pablo Esquivel. A plant-like battery: a biodegradable power source ecodesigned for precision agricultura. Energy & Environmental Science. DOI: 10.1039/D2EE00597B 

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El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) es una agencia estatal adscrita al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Su objetivo fundamental es desarrollar y promover investigaciones en beneficio del progreso científico y tecnológico, para lo cual está abierta a la colaboración con entidades españolas y extranjeras. Según la clasificación SIR World Report 2012, es la mayor institución pública dedicada a la investigación en España, habiendo llegado a ser la novena del mundo en 2012, según el SIR World Report 2012: Global Ranking (elaborado por SCImago Institutions Rankings) 3​ y la 16ª en 2017.


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