Diseñan una batería con raíz, tallo y hojas para generar energía eléctrica
El entorno natural siempre ha sido una fuente de
inspiración para la comunidad investigadora por lo que un equipo del CSIC y
BCMaterials, acaba de presentar una batería de flujo con raíz, tallo y hojas,
profundamente inspirada en la naturaleza, que imita el transporte de fluidos en
las plantas para generar energía eléctrica.
La batería FlowER fue ecodiseñada para cumplir con
un ciclo de vida para aplicaciones de agricultura de precisión. El sistema de
fluidos a base de papel se basa en la evaporación como principal fuerza de
bombeo para empujar los reactivos a través de un par de electrodos de carbono
porosos donde tiene lugar la reacción electroquímica.
Consta de dos canales de entrada que actúan como
raíces, de las cuales el dispositivo se nutre con especies redox ya disueltas,
al igual que las plantas toman agua y nutrientes de su entorno.
El núcleo principal de papel laminado, análogo al
tallo de una planta, incluye dos electrodos de carbono poroso conectados por un
papel en forma de U que actúa como un puente salino, componentes indispensables
para crear una celda galvánica microfluídica sin membrana.
Termina el núcleo con dos canales de salida que
transportan el fluido hacia la parte superior del dispositivo. Finalmente, una
almohadilla absorbente redondeada en forma de hoja expuesta a la atmósfera
sigue absorbiendo la solución mediante la transpiración a través del núcleo.
Actualmente se están utilizando soluciones
tecnológicas para abordar los desafíos de las sociedades digitalizadas y
garantizar un sistema alimentario resiliente. Al mismo tiempo, los equipos
eléctricos y electrónicos de desecho son ahora el flujo de desechos de más
rápido crecimiento en todo el mundo, se acumulan en vertederos y generan
riesgos considerables para el medio ambiente y la salud humana.
En este contexto, la batería FlowER pretende
evidenciar que es posible redefinir las prioridades tecnológicas. Al colocar la
sustentabilidad como una prioridad central, se pueden crear soluciones
factibles y eficientes mientras se tiene un impacto ambiental neutral o
positivo.
Específicamente, concebida y ecodiseñada para seguir
el ciclo de vida de los procedimientos agrícolas, la batería FlowER imita los
mecanismos de transporte de fluidos de las plantas para mover pasivamente los
reactivos a través de una estructura fluídica basada en papel.
Este principio de operación inspirado en la planta
permite la creación de una celda de configuración de flujo continuo para la
recolección de energía. Debido a los fenómenos de transpiración, se mantiene el
flujo colaminar y los reactivos se refrescan en la superficie del electrodo.
Por lo tanto, se evita la necesidad de bombas
externas y se superan las limitaciones de tiempo de funcionamiento de las
celdas de flujo basadas en capilares.
Se han estudiado los parámetros que afectan al
caudal de evaporación y al rendimiento de la batería, lo que lleva a una
autonomía energética de hasta cuatro días con la configuración actual .
En última instancia, los resultados obtenidos en las
pruebas de germinación y biodegradación aeróbica muestran que la batería FlowER
agotada podría desecharse de forma segura o compostarse como residuo agrícola,
de forma similar a como una planta vuelve a la naturaleza al final de su ciclo
de vida.
Los expertos aseguran que la apuesta por la
agricultura de precisión, que gestiona al milímetro los abonos y el agua, es
irrenunciable. Y esta batería está especialmente diseñada para ella. La
necesidad obliga porque están en juego miles de hectáreas, empleos y más de mil
millones de euros de facturación al año.
.
Comentarios
Publicar un comentario