Las baterías de litio son las más utilizadas hoy en día. Sin embargo, los riesgos derivados de su uso y su problemática medioambiental están llevando a que los científicos busquen alternativas más seguras y menos contaminantes. Una de las más prometedoras es la batería de zinc-aire, pero presenta un problema y es que necesita un catalizador que facilite la reacción química empleada para el almacenamiento de energía y la obtención de electricidad.
Ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Córdoba (España) ha encontrado este catalizador en un lugar de lo más inesperado: la sangre.
Concretamente, han empleado la hemoglobina, una de las principales proteínas sanguíneas. Esta proteína es conocida por darle a la sangre su característico color rojo, pero también por ser la responsable del transporte de oxígeno que se produce desde los pulmones hasta todos los tejidos del organismo. Si pensamos en los muñequitos de La vida es así con los que se representaban los glóbulos rojos, la hemoglobina sería la bolsita en la que transportaban el aire limpio. ¿Pero qué tiene esto que ver con una batería de zinc-aire?
Mucho, en realidad, ya que el oxígeno tiene un papel fundamental en el funcionamiento de estas baterías. Una proteína que se une a él de una forma tan eficiente puede resultar muy eficaz y, de hecho, según relatan estos científicos en un estudio publicado en Energy & Fuels, sí que lo ha sido.
Así funciona la batería de zinc-aire
De acuerdo a omo cualquier otra, la batería de zinc-aire consta de tres partes principales: el ánodo, el cátodo y el electrolito que se coloca entre ambos.
En el ánodo siempre se produce una reacción de oxidación, en la que los átomos pierden electrones, que viajan hacia el cátodo, reduciendo a los átomos allí presentes. Ese flujo de electrones es responsable de la corriente eléctrica y lo propicia un electrolito ubicado entre ambas partes.
En el caso de la batería de zinc-aire, el zinc presente en el ánodo se oxida, liberando electrones que pasan al cátodo, donde el oxígeno del aire se reduce para dar lugar a agua. El electrolito es una sustancia conocida como PBS, que a grandes rasgos consta de una solución salina con fosfato.
La reacción principal ya la hemos visto. Pero, para dar eficiencia a esta batería, se necesita facilitar la reacción con un catalizador. Y es aquí donde entra en juego la hemoglobina de la sangre. Ya hemos visto que su papel es transportar el oxígeno, por lo que tiene mucha afinidad para unirse a él. Por eso, la adición de dicha proteína en el cátodo ayuda a que una mayor cantidad de oxígeno se transforme en agua.
Unos primeros resultados muy positivos
En los primeros experimentos realizados con esta batería de zinc-aire, bastó con 0,165 miligramos de hemoglobina para darle una duración de 20 a 30 días. Esto es muy bueno, pero el problema es que, al menos de momento, la pila no es recargable. Por eso, para cerrar el círculo, se necesitaría una proteína que vuelva a transformar el agua en oxígeno, de manera que se pueda volver al punto de partida.
¿Para qué sirve todo esto?
Una batería de zinc-aire que funcione con hemoglobina sería muy beneficiosa para el uso de dispositivos que se usen dentro del cuerpo, como un marcapasos. Estos serían mucho más autosuficientes, ya que la propia sangre ayudaría a que se produzca la reacción que genera la corriente eléctrica.
Si se encuentra esa proteína que permitiría que sea recargable, estaríamos ante un futuro muy prometedor. De hecho, solo con lo que ya han conseguido, los resultados son fascinantes.
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