Nueva batería orgánica

El mundo funciona a baterías. Miles de millones de cacharros hacen su magia todos los días gracias a ellas. Sin embargo, descartarlas cuando ha finalizado su vida útil tiene un enorme impacto medioambiental. En su fabricación se utilizan metales pesados tóxicos, que tarde o temprano terminan en algún basurero. Christopher Bielawski y Jonathan Sessler, de la Universidad de Texas, han puesto a punto un modelo de batería orgánica que podría terminar con este problema.

La lista de todos los artefactos que tienes en tu casa que obtienen su energía de pilas o baterías difícilmente contenga menos de 10 o 12 items. Teléfonos (móviles e inalámbricos), calculadoras, ordenadores (incluso los de sobremesa), relojes, cámaras fotográficas, reproductores de medios, GPSs y casi cualquier gadget imaginable contiene en su interior una fuente de energía. Esto nos permite utilizarlos en cualquier parte, sin necesidad de un cordón umbilical que los provea de la electricidad de la red domiciliaria. Sin embargo, las mismas baterías que hacen posible su existencia se convierten en una amenaza para el medio ambiente cuando las desechamos. No todo el mundo se encarga de alcanzar las baterías agotadas a un centro de reciclado. De hecho, muchas ciudades ni siquiera poseen un centro de este tipo. Arrojadas a la basura, contaminan el suelo y el agua con los metales pesados que se han utilizado para construirlas. Los científicos buscan desde hace años algún material orgánico que pueda reemplazar a estos metales y que, al descomponerse, no sean contaminantes. Uno de los trabajos más prometedores se ha desarrollado en la Universidad de Texas, en Austin (EEUU).

Los expertos en química Christopher Bielawski y Jonathan Sessler han llevado adelante una investigación, publicada en el último número de la revista Science, que permitiría construir baterías utilizando materiales 100% orgánicos. El secreto de estas nuevas baterías son dos moléculas que pueden juntarse e intercambiar electrones, pero sin convertirse en un nuevo compuesto. En general, cuando dos moléculas se encuentran, intercambian electrones y se “unen” formando una nueva molécula. En otros casos, el proceso de transferencia de electrones crea una molécula con una carga positiva y otra molécula con una carga negativa. Como las moléculas con cargas opuestas se atraen, también terminan juntas formando algo nuevo. El desarrollo de las nuevas baterías orgánicas, más livianas y sin metales pesados, funcionarían gracias a esta nueva manera de transferir electrones entre dos moléculas. Según sus creadores, este sistema también representa un gran paso hacia la creación de la “fotosíntesis artificial”, un sistema en que el combustible se podría generar directamente del Sol, de la misma forma que lo hacen las plantas verdes. “Estas moléculas poseen una especie de resorte capaz de separarlas una vez que han interactuado entre sí”, explica Bielawski. “Después de que la transferencia de electrones ha tenido lugar, se producen dos moléculas de carga positiva, que se repelen como dos imanes que enfrentan el mismo polo. También implementamos una especie de interruptor químico capaz de permitir que el proceso de transferencia de electrones en la dirección opuesta”, continúa.

Sessler, coautor del artículo, añade: “es la primera vez que se ha logrado el intercambio en dos direcciones de un flujo de electrones a escala molecular.” Estas moléculas son la clave para construir una batería orgánica eficiente y liviana. Bielawski sueña con un “un iPhone más delgado y ligero, cuya batería orgánica no solo evita dañar el medio ambiente sino que proporcionase carga para utilizarlo durante un mes” Su trabajo podría hacer su sueño realidad. Las moléculas desarrolladas por estos investigadores están funcionando suspendidas en una solución. El paso siguiente será demostrar que esos procesos también pueden tener lugar sobre una película, algo indispensable para poder convertirlas en una batería funcional. La naturaleza de este tipo de compuestos hace posible construir baterías no solo más livianas y “verdes”, sino que podrían ser más delgadas, de cualquier forma imaginable, capaces de almacenar más energía que las convencionales, la cereza del postre, ser más seguras y más baratas de producir. “Estoy muy emocionado por haber encontrado este tipo de transferencia de electrones, ya que podría utilizarse en la construcción de un dispositivo de fotosíntesis artificial”, dice Sessler. Sin dudas, lograr algo así no solo representaría un gran paso adelante para la ciencia, sino que podríamos reemplazar las actuales celdas solares por dispositivos análogos a las plantas, pero artificiales. Solo nos resta esperar y ver si, esta vez, la investigación teórica logra convertirse en un producto comercial viable.

Parte de prensa en

Universidad de Texas