EL CAJÓN DE NURIA: Crean batería que se aplica en forma de pintura en cualquier superficie

Los investigadores de la Universidad Rice han desarrollado una batería de iones de litio que se puede pintar en cualquier superficie. Todo un cambio de paradigma en este importante campo de la electrónica.

La batería recargable creada consta de capas pulverizadas pintadas cada una representando los componentes en una batería tradicional. La investigación aparece en en la revista Scientific Reports, la revista en línea de acceso libre de la editorial Nature.
Según los autores, esto significa que los envases tradicionales de las baterías han dado paso a un enfoque mucho más flexible que permite todo tipo de nuevo diseño y posibilidades de integración a los dispositivos de almacenamiento.
El equipo pasó horas laboriosas en la formulación, mezclado y las pruebas de pinturas para cada uno de los cinco componentes de las capas de una batería- dos colectores de corriente, un cátodo, un ánodo y un separador de polímeros en el medio.
Los materiales fueron probados en diferentes superficies como los azulejos cerámica del baño, los polímeros flexibles, el vidrio, el acero inoxidable, e incluso una jarra de cerveza.
Los investigadores informaron que las baterías pintadas a mano fueron muy consistentes en sus capacidades. También se les realizaron 60 ciclos de carga y descarga con sólo una muy pequeña disminución de la capacidad.
Cada capa fue optimizada individualmente. La primera, el colector de corriente positiva, es una mezcla purificada de nanotubos de carbono con carbono partículas negras dispersas de N-metilpirrolidona. El segundo es el cátodo, que contiene óxido de cobalto litio, carbono y grafito ultrafino (UFG) en polvo en una solución aglutinante. La tercera es la pintura separadora con polímeros de Kynar Flex resina, PMMA y dióxido de silicio disperso en una mezcla de disolventes. El cuarto, el ánodo, es una mezcla de litio y óxido de titanio con grafito ultrafino (UFG) en polvo en una solución aglutinante. Para la capa final, el colector de corriente negativa, se utilizó una pintura conductora de cobre disponible comercialmente y que se diluyó con etanol.
La parte más difícil fue lograr la estabilidad mecánica ya que el separador desempeña un papel fundamental. Los autores descubrieron que los nanotubos y las capas de cátodo se pegaban muy bien, pero si el separador no estaba mecánicamente estable, le arrancaría el sustrato. Adición de PMMA permitió una mejor adherencia del separador. Finalmente las baterías fueron probadas fácilmente con una pequeña célula solar.
La gama de posibilidades de integrar estas baterías que se pueden pintar con los recientemente publicadas celdas solares se pueden diseñar pinturas para crear una combinación de recolección de energía que sería insuperable.
Los investigadores de Rice han solicitado una patente sobre la técnica, que se seguirá perfeccionando. Actualmente están buscando activamente electrolitos que sean más fácil para crear baterías pintadas al aire libre.
Referencia
Neelam Singh, Charudatta Galande, Andrea Miranda, Akshay Mathkar, Wei Gao, Arava Leela Mohana Reddy, Alexandru Vlad, Pulickel M. Ajayan. Paintable Battery .Scientific Reports , 2012; 2 DOI: 10.1038/srep00481