Córdoba, España.- Un equipo de investigación de la Universidad de Córdoba (UCO), en colaboración con científicos de la Universidad Politécnica de Cartagena, ambas en España, ideó el primer prototipo de batería biocompatible que funciona durante unos 20 a 30 días utilizando la proteína hemoglobina como facilitador de reacciones en las baterías de zinc-aire que transforman la energía química en eléctrica.
La hemoglobina es una proteína presente en los glóbulos rojos de la sangre y se encarga de transportar el oxígeno desde los pulmones hasta los diferentes tejidos del cuerpo. Después traslada el dióxido de carbono haciendo el camino inverso. La hemoglobina tiene una afinidad muy grande con el oxígeno y es fundamental para la vida, pero ¿y si también fuera un elemento clave para un tipo de dispositivo electroquímico donde el oxígeno juega también un papel importante como son las baterías de zinc-aire?
Eso es lo que quisieron comprobar y desarrollar los grupos de investigación de Química Física y Química Inorgánica de la Universidad de Córdoba (UCO), junto a un equipo de la Universidad Politécnica de Cartagena.
El objetivo era demostrar la investigación de la Universidad de Oxford y un Trabajo Fin de Grado en la UCO, que afirmaban que la hemoglobina presenta propiedades interesantes para el proceso de reducción y oxidación (redox) con el que se genera la energía en este tipo de sistemas, explica la UCO en un comunicado.
Bajo esta premisa los investigadores españoles lograron que el oxígeno del aire se reduzca y se transforme en agua en el polo positivo de la batería, liberando electrones que pasan al polo negativo, donde se produce la oxidación del zinc y genera energía.
El prototipo de batería que han desarrollado cuenta con otras ventajas más allá de su buen rendimiento. En primer lugar, las baterías zinc-aire son más sostenibles y pueden soportar condiciones adversas, a diferencia de otras que resultan afectadas por la humedad y que requieren de una atmósfera inerte para su fabricación.
En segundo lugar, “el uso de la hemoglobina como catalizador biocompatible es bastante prometedor de cara al uso de este tipo de baterías en dispositivos que se integran en el cuerpo humano”, como por ejemplo los marcapasos, como señala Cano Luna.
Los investigadores sostienen que la batería funciona a pH 7,4, que es un pH (medida de acidez o alcalinidad de una solución) similar al de la sangre. Los científicos indican además que, al estar presente en casi todos los mamíferos, estas proteínas podrían tener origen animal.
La investigación, publicada recientemente en Energy & Fuels, abre la puerta a nuevas alternativas funcionales para las baterías en un contexto en el que cada vez se esperan más equipos móviles, y en el que se apuesta cada vez más por las energías renovables, por lo que es necesario disponer de dispositivos que almacenan el exceso de energía eléctrica en forma de energía química.
Las baterías de zinc-aire son una de las alternativas más sostenibles respecto a las de iones de litio, las cuales se enfrentan a problemas de escasez de litio y producen un impacto ambiental alto por ser un residuo peligroso.
Esta prueba de concepto constituye una batería primaria, por lo que solo es capaz de entregar energía eléctrica y no es recargable. El equipo de científicos ya está buscando otra proteína que pueda realizar la operación inversa y transformar el agua en oxígeno para, así, recargar la batería. Otra limitación es que estas solo funcionan en presencia de oxígeno, por lo que no podrían utilizarse en el espacio. (EL HERALDO)
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