Pablo Javier PiacenteUn grupo de investigadores de la Universidad de Ciencias de Tokio ha creado baterías de biocombustible capaces de alimentar energéticamente a diferentes dispositivos móviles solamente utilizando el sudor humano. Podrán ser especialmente útiles en el caso de los artefactos portátiles que se emplean para medir distintos parámetros relacionados con la salud y que se utilizan en contacto con la piel, sobre todo al realizar actividad física.
De acuerdo a una nota de prensa, la innovación emplea una matriz de células de biocombustible que aprovecha una sustancia química presente en el sudor humano, el lactato, generando así suficiente energía para impulsar un biosensor. De esta forma se logran alimentar dispositivos de comunicación inalámbrica durante un corto período de tiempo.
Las baterías producen energía eléctrica a partir del lactato que posee el sudor del usuario de cada dispositivo, abriendo las puertas al control electrónico y digital de la salud alimentado únicamente por fluidos corporales. Además de su practicidad y economía, esta herramienta permitirá monitorear el rendimiento corporal mientras se practican deportes o se realizan actividades físicas de una forma mucho más sustentable.
La alimentación de los biosensores
Vale destacar que aunque los dispositivos electrónicos portátiles y los biosensores son excelentes herramientas para el monitoreo de la salud, ha sido realmente muy complejo hasta hoy encontrar fuentes de energía convenientes y sostenibles para garantizar su funcionamiento. La escasa duración de la carga de las baterías tradicionales, el impacto ambiental relacionado y los problemas del uso en movilidad son algunos de los inconvenientes a superar.
Los biosensores portátiles son pequeños dispositivos que en la mayoría de los casos están diseñados para usarse directamente sobre la piel. De esta manera logran medir señales biológicas específicas, como los latidos del corazón o la presión arterial, enviando estas mediciones de forma inalámbrica a teléfonos inteligentes u ordenadores. Gracias a estos datos es posible realizar un seguimiento en tiempo real de la salud del usuario.
Tema relacionado: Nuevas baterías de bacterias para la electrónica desechable.
La energía del sudor
Los investigadores japoneses han desarrollado y probado con excelentes resultados su nueva matriz de células de biocombustible, de acuerdo a las conclusiones de un estudio publicado en la revista Journal of Power Sources. La innovación es similar a un vendaje de papel, que se puede usar fácilmente en el brazo o el antebrazo. Según los especialistas, consiste esencialmente en un sustrato de papel hidrófugo, sobre el cual se colocan múltiples células de biocombustible.
¿Cómo se produce la energía? En cada celda, las reacciones electroquímicas entre el lactato captado del sudor del usuario y una enzima presente en los electrodos colocados en el dispositivo generan una corriente eléctrica, que fluye hacia un colector general realizado con pasta de carbón conductora. Mediante este mecanismo, la energía llega finalmente al biosensor móvil y permite su utilización.
Las aplicaciones de esta nueva tecnología parecen no tener límites. Según los científicos, la batería de biocombustible fue capaz de alimentar un medidor de actividad física disponible comercialmente durante una hora y media, usando solamente una gota de sudor.
Según el líder del grupo de investigación, el Profesor Isao Shitanda, «nuestros experimentos confirman que las células de biocombustible basadas en papel podrían generar un voltaje de 3,66 V y una potencia de salida de 4,3 mW. Hasta donde sabemos, esta potencia es significativamente mayor a la producida por otras células de biocombustible de lactato desarrolladas anteriormente», expresó.
En el futuro, estas baterías podrían alimentar una gran variedad de dispositivos portátiles, como por ejemplo relojes inteligentes.
Referencia
Paper-based lactate biofuel cell array with high power output. Isao Shitanda, Yukiya Morigayama, Risa Iwashita, Himeka Goto, Tatsuo Aikawa, Tsutomu Mikawa, Yoshinao Hoshi, Masayuki Itagaki, Hiroyuki Matsui, Shizuo Tokito and Seiya Tsujimura. Journal of Power Sources (2021).DOI:https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.229533
Foto: Filip Mroz en Unsplash.
Video: Universidad de Ciencias de Tokio.
Hacer un comentario