Crean una nueva batería de azúcar

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Esquema de funcionamiento de una pila de combustible.Una pila de combustible, al igual que una batería, convierte la energía química en energía eléctrica pero esta primera está diseñada para permitir el reabastecimiento continuo de los reactivos consumidos por lo que pueden producir electricidad continuamente (¡siempre y cuando se les suministren los reactivos, claro!). Convierte la energía química de un combustible en eléctrica a través de una reacción química con el oxígeno u otro agente oxidante. Una típica pila de combustible es la de hidrógeno que utiliza este como combustible en el lado del ánodo y oxígeno en el lado del cátodo (foto dcha: Esquema del funcionamiento de una pila de combustible).

Pero el combustible puede ser cualquier compuesto que se pueda oxidar. Las biobaterías son pilas combustibles alimentadas por compuestos orgánicos como por ejemplo la glucosa (batería de azúcar), una fuente de energía natural utilizada por nuestro propio cuerpo (Glucolisis). De una forma similar a cómo nuestro cuerpo convierte los alimentos en energía utilizando enzimas, las baterías de azúcar utilizan enzimas para convertir glucosa en energía. La glucosa al descomponerse en el ánodo (oxidación) produce electrones y protones que viajan a través del electrolito hasta el cátodo (reducción) donde reaccionan con el oxígeno producciendose agua. El flujo de electrones y protones des de el ánodo hasta el cátodo creado es lo que genera la electricidad.

Glucose → Gluconolactone + 2H+ + 2e

O2 +4H+ + 4e → 2H2O

Un grupo de investigación de Virginia Tech han desarrollado una nueva batería de azúcar que suministra mucha más energía y ofrece mejores prestaciones que las baterías convencionales (muchas de ellas con componentes tóxicos difíciles de reciclar).

Han utilizado como combustible, maltodextrina, un polisacárido que se obtiene de la hidrolisis parcial enzimática del almidón de maiz (si fuese completa tendríamos glucosa) y han construido una cascada de reacciones enzimáticas sintetica (no natural) que permite utilizar todos los potenciales de carga de la glucosa que consta de 13 enzimas. En la foto de abajo podéis ver: a, Biobatería de azúcar; B, Dos biobatería de azúcar concetadas en serie haciendo funcionar un reloj digital; c, Una biobatería de azúcar haciendo funcionar un LED

a, Biobatería de azúcar; B, Dos biobatería de azúcar concetadas en serie haciendo funcionar un reloj digital; c, Una biobatería de azúcar haciendo funcionar un LED

Las pilas de combustible enzimáticas que contenienen una solución de maltodextrina 15% (wt/v) tiene una densidad de almacenamiento de energía de 596 Ah/Kg que es un orden de magnitud mayor que las baterías de Litio.

Esta nueva batería de azúcar con más capacidad energética, biodegradable, rellenable y barata podría reemplazar , en un futuro – 3 años según Percival Zhang, uno de los principales autores del estudio – , a las baterías convencionales y aplicarla en teléfonos móviles, tabletas, portables y otros aparatos electricos.

Fuentes:

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