Científicos de la Universidad californiana de Stanford logran almacenar electricidad en sencillos dispositivos de celulosa y nanopartículas.

El papel puede ser muy útil como almacén de energía y no se descarta llegar a utilizar a medio plazo el recubrimiento interno de las paredes comunes de las viviendas como sistema contenedor de reservas energéticas. El ingeniero Yi Cui, de la Universidad de Stanford (California, EE UU), ha encontrado una forma sencilla, barata y eficiente de construir supercondensadores y baterías a partir de papel ligero. El procedimiento es tan simple como sorprendente: basta con empapar papel ordinario en una tinta especial nutrida de nanopartículas.

Cui prevé un fuerte desarrollo de su planteamiento experimental aunque aún se encuentre relativamente desarrollado y la tecnología necesite un recorrido considerable. Como indica, «las casas del futuro podrían algún día ser empapeladas con papel capaz de almacenar energía».

La escala a la que actúa el nuevo dispositivo escapa a las estructuras cotidianas y a los efectos mecánicos o químicos convencionales. De ahí que el planteamiento pueda parecer contrario a la intuición y hasta maravilloso. Y es que las piezas fundamentales para desarrollar esta alta tecnología, evidentemente, no son visibles para el ojo humano.

Se trata de nanoestructuras -la unidad nano es la diezmillonésima parte de un centímetro- que pueden ensamblarse de manera que logran transportar electricidad. Por eso mismo son capaces de aportar soluciones a diversos problemas con los que se enfrentan los dispositivos de almacenamiento de cargas eléctricas disponibles actualmente en el mercado.

Cui, profesor de ingeniería y ciencia de los materiales en la Universidad de Stanford, dirige un grupo de científicos que investiga nuevas aplicaciones de materiales trabajando siempre a nanoescalas. Su actividad parte de análisis propios de la física teórica para desembocar en las aplicaciones prácticas, recorriendo así todas las rutas del conocimiento científico. Recientemente su equipo también ideó una forma especialmente fácil de convertir el algodón o el poliéster convencionales en tejidos conductores de electricidad, capaces de servir también como pilas recargables.

Los dispositivos para el almacenamiento de la energía eléctrica han recorrido un largo camino de progresos y avances desde que Alessandro Volta presentó el primer prototipo de pila eléctrica del mundo en el año 1800. En todo caso es ahora cuando la tecnología está afrontando una verdadera revolución.

Los métodos que se utilizan actualmente para fabricar dispositivos de almacenamiento de electricidad suelen ser caros y presentar riesgos para el medio ambiente. Y los propios productos de vanguardia tienen limitaciones evidentes de eficiencia. Por ejemplo las pilas de ión-litio, tan valoradas, tienen una capacidad limitada de almacenamiento, y los condensadores tradicionales proporcionan una gran potencia pero a expensas de su capacidad de reserva.

El papel nutrido con nanopartículas y utilizado incluso en espacios domésticos promete abrir el camino a una nueva generación de baterías con un aspecto totalmente diferente al de las voluminosas unidades de metal características de este tiempo. En todo caso, la nanotecnología puede mejorar el almacenamiento de electricidad tanto desde el punto de vista económico como desde el técnico.

Por otra parte, Albert Mihranyan y su equipo de la Universidad de Uppsala, Suecia, ha descubierto que recubriendo con PPy -un polímero conductor- un sustrato con una gran área de superficie, y controlando cuidadosamente el espesor de la capa de PPy, es posible mejorar sustancialmente la capacidad de carga eléctrica, así como la velocidad de carga y descarga.

El secreto del rendimiento de este nuevo prototipo de pila es la capa ininterrumpida y homogénea, con grosor nanométrico, hecha de PPy, extendida sobre fibras de celulosa individuales que a su vez pueden ser moldeadas en hojas de papel con una porosidad interior excepcionalmente alta.

Los investigadores utilizaron celulosa especial, extraída de una cierta especie de algas verdes, con cien veces el área de superficie de la celulosa utilizada en el papel normal. La abundante superficie, propia de la porosidad, fue fundamental para alcanzar una gran eficacia tanto al almacenar como al descargar la electricidad.

El diseño innovador es sorprendentemente simple. Los electrodos son dos pedazos idénticos del papel compuesto separados por un papel ordinario de filtro con cloruro sódico como electrolito. La diferencia de potencial se debe sólo a las diferencias entre la forma oxidada y la reducida de la capa funcional de PPy. La pila se recarga con más rapidez que las baterías convencionales y es apropiada para aplicaciones que involucren la electrónica flexible, como la incorporada en vestidos y en embalajes.

Fuente: www.lne.es