Crean una batería que utiliza el azúcar como fuente de energía

Un grupo de científicos del Instituto politécnico de Virginia han desarrollado una batería que funciona con azúcar. Su desarrollo podría reemplazar a las baterías convencionales debido a que son más baratas, recargables y biodegradables.

Puede parecer extraño que se utilice el azúcar como fuente de energía. Pero no resulta descabellado si tenemos en cuenta que la mayoría de las células vivas utilizan el azúcar para producir energía. Además, si se compara la energía que es capaz de producir con la que producen las baterías de iones de litio actuales, el azúcar también sale ganando.

Los resultados de la investigación, llevada a cabo por YH Percival Zhang, profesor asociado de Ingeniería de Sistemas biológicos en el Instituto politécnico de Virginia, y sus colegas, han sido publicados en la revista 'Nature Communications'.Producen más energía que las baterias de litio

Estas baterías tienen una mayor densidad de energía lo que hace que puedan durar más tiempo que el resto sin necesidad de reponer la fuente de energía. Como ha informado Zhang en un comunicado, esta nueva batería podría utilizarse en algunos teléfonos móviles, tabletas y otros aparatos electrónicos en menos de tres años. "El azúcar es un compuesto de almacenamiento de energía más perfecto de la naturaleza", dijo Zhang. "Así que es lógico que tratemos de aprovechar este poder natural de una manera respetuosa con el medio ambiente para producir una batería", añade.

Solo en Estados Unidos se desechan millones de baterías. Su toxicidad representa una amenaza para el medio ambiente y la salud humana. El desarrollo de esta nueva batería podría ayudar a que la presencia de estas baterías tóxicas se redujera en los vertederos.Inspirada en la naturaleza

Los investigadores se inspiraron en la naturaleza para crear esta biobatería. Es un tipo de célula de combustible enzimático (EFC por sus siglas en inglés), un dispositivo electrobioquímico que convierte la energía química de combustibles como el almidón o el glucógeno en energía eléctrica.

Las EFC operan bajo los mismos principios generales que las células de combustible tradicionales, que utilizan enzimas en lugar los tradicionales metales nobles para oxidar los combustibles. Las enzimas permiten utilizar combustibles más complejos (como la glucosa), y estos combustibles más complejos son los que dan a las EFC esa densidad de energía superior.

Por ejemplo oxidación completa de una hexosa puede liberar 24 electrones por molécula de glucosa durante la oxidación, mientras que el hidrógeno, el combustible utilizado en las pilas de combustible tradicionales, libera solo dos electrones. Hasta ahora, sin embargo, las EFC, se han limitado a liberar tan solo de dos a cuatro electrones por molécula de glucosa.

La batería de combustible combina azúcar, en este caso maltodextrina, un polisacárido que se produce a partir de la hidrólisis del almidón, con aire para generar electricidad y agua como principales subproductos. Su densidad de almacenamiento de energía es de alrededor de 596 amperios/hora por kilogramo, una densidad muy elevada si se compara con los 42 Ah/kg de las baterías de iones de litio comunes. Además esta densidad de energía puede durar hasta diez veces más que la de las baterías tradicionales de litio que tienen el mismo peso.

A diferencia de las células de combustible de hidrógeno y celdas de combustible de metanol, la solución de azúcar de combustible no es ni explosiva ni inflamable. Además, las enzimas y los combustibles utilizados para construir el dispositivo son biodegradables.