Investigadores de Rice University han desarrollado una batería de iones de litio que se puede pintar en cualquier superficie. Se trata de una batería recargable creada en el laboratorio del científico de materiales que se compone de capas pintadas con spray.
La importancia de la innovación radica en que los envases tradicionales de las baterías se convierten en mucho más flexibles y se podrán crear nuevos diseños y ofrecer más posibilidades de integración de dispositivos de almacenamiento, ha señalado Ajayan, profesor de Ingeniería Mecánica y Ciencia de los Materiales y de Química.
La autora principal de esta investigación es Neelam Singh, una estudiante graduada en Rice. Con su equipo, pasó horas laboriosas formulando, mezclando y probando pinturas para cada uno de los cinco componentes en capas de la batería: dos colectores de corriente, un cátodo y un ánodo, y un separador de polímeros.
Los materiales fueron pintados con aerógrafo en azulejos de cerámica, en polímeros flexibles, en vidrio, en acero inoxidable e, incluso, en una jarra de cerveza. En el primer experimento, nueve baterías en azulejos se conectaron en paralelo. Una de ellas fue cubierta con una celda solar que convertía la energía en luz blanca de laboratorio. Cuando se cargaron por completo, las baterías alimentaron diodos emisores de luz que formaban la palabra «RICE». Estuvieron seis horas encendidos.
Los investigadores aseguran que las baterías pintadas a mano son consistentes en sus capacidades, con un 10% por encima o por debajo del objetivo. También se hicieron sesenta ciclos de carga y descarga con tan sólo una pequeña gota de capacidad para probar su comportamiento.
Cada capa está preparada especialmente para un funcionamiento óptimo. La primera, el colector de corriente positiva, es una mezcla de purificada de nanotubos de carbono con partículas negras de carbono dispersados en N-metilpirrolidona. La segunda es el cátodo, que contiene óxido de cobalto litio, carbono y grafito ultrafino (UFG) en polvo en una solución de aglutinante. La tercera es la pintura separadora de polímeros de resina y dióxido de silicio dispersados en una mezcla de disolventes. La cuarta, el ánodo, una mezcla de litio y óxido de titanio en un aglutinante. La capa final es el colector de corriente negativa, una pintura conductora de cobre disponible comercialmente diluida con etanol.
Las baterías se pueden cargar fácilmente con una pequeña placa solar. También se pueden integrar estas baterías con un tipo de células solares que también se pueden pintar y crear una combinación de almacenamiento de energía difícil de superar. Al menos, en el aspecto estético.
Los investigadores de Rice, de momento, han patentado la técnica, pero prometen seguir mejorando el sistema. Singh está buscando electrolitos para hacer más fácil crear este tipo de baterías al aire libre.