Desarrollan materiales flexibles almacenadores de energía

UNAM/DICYT Un grupo de investigadores, encabezado por Pedro Roquero Tejeda y Alberto Rosas Aburto, académicos de la Facultad de Química (FQ) de la UNAM, elaboraron materiales compuestos flexibles que podrían utilizarse como celdas de almacenamiento de energía (baterías recargables), aplicables a dispositivos electrónicos portátiles.

Se trata de un material elastomérico termoplástico, eléctricamente conductor y capacitor, formado a partir de la combinación de una matriz polimérica que funciona como soporte; puede acoplarse a dispositivos de generación de energía a la intemperie o aplicarse al uso de celdas fotovoltaicas para casas habitación, entre otras funciones.

Este desarrollo, denominado Elastómeros eléctricamente conductores con propiedades de disipación electrostática y capacitancia, también puede adaptarse a dispositivos médicos que requieren ligereza y discreción para un mejor funcionamiento, como el páncreas artificial, parches transdérmicos o manos robóticas (prótesis).

El proceso de obtención es sencillo, tienen larga vida de anaquel, se adaptan a la forma de los dispositivos, pueden armarse en tándem de baterías intercambiables. Además, como empaques o recipientes, pueden mezclarse con resinas termoplásticas y poliolefinas que les brinda propiedades de disipación electrostática.

Es factible combinarlos con una amplia gama de resinas de baja y mediana temperatura de procesamiento, y si se formulan previamente pueden emplearse como carrier de otros aditivos en extrusión para este tipo de mezclas.

Alberto Rosas explicó que los elastómeros son “comúnmente llamados hules o cauchos; son flexibles y resistentes, propiedades útiles en diversas aplicaciones. En nuestro caso, los mezclamos con varios elementos para generar conductividad eléctrica, característica que no tienen por sí solos”.

A partir de esa mezcla, los universitarios crearon polímeros elásticos sólidos, cuyas cualidades más importantes son su flexibilidad, la capacidad de conducir la electricidad y, más aún, de almacenarla; éste es el principio de una batería recargable, que puede elaborarse con las dimensiones de una película delgada o de una hoja de papel. “Si bien ya existen desde hace tiempo, lo novedoso es que pueden plegarse sin que pierda sus características y propiedades”, subrayó.

Al aplicarlos a un dispositivo flexible “podríamos enrollarlo. Además, aunque en su fase experimental han estado expuestos a la intemperie por más de tres años, conservan su capacidad de ser eléctricamente conductores y almacenadores de energía”.

En la actualidad se fabrican dispositivos –teléfonos celulares y tabletas, por ejemplo– cada vez más delgados, pero nadie se había ocupado de la innovación en baterías de almacenamiento de energía para este tipo de aparatos, “es ahí donde consideramos que habrá un boom en los próximos cinco años y hacia esto va dirigido nuestro desarrollo”.

En cuanto a la aplicación de los elastoméricos termoplásticos en celdas fotovoltaicas para generar energía eléctrica, mencionó que hay dispositivos fotovoltaicos flexibles y rígidos; en ambos casos pueden emplease, y en el segundo, ya no se requeriría de una batería central, pues por debajo de la celda podría colocarse este tipo de baterías.

El desarrollo de los universitarios, relativamente económico y fácil de producir, busca contribuir a la disminución del uso de energía en su fabricación y lograr un material reciclable que no implique riesgo ambiental o de salud.

“Emplear metales o nanoestructuras de carbón conlleva riesgos de toxicidad, en cambio, aquí hablamos de plásticos poliméricos inertes que, además, son asequibles y baratos”, remarcó.

Por último, destacó que ya cuentan con una patente y con prototipos funcionales; “ahora nos ocupamos de la vinculación con algunas empresas”.