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Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (Singapur) han desarrollado una batería blanda y estirable que se alimenta de la transpiración humana. El prototipo de batería consiste en electrodos impresos de escamas de plata que generan electricidad en presencia del sudor. La batería, que mide 2 cm por 2 cm y es tan plana como una pequeña venda de papel, está adherida a un tejido flexible y absorbente del sudor que es extensible y se puede acoplar a dispositivos portátiles, como relojes, pulseras o brazaletes
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Para demostrar su posible uso cuando se incorpore a biosensores vestibles y otros dispositivos electrónicos, el equipo de científicos probó su dispositivo con sudor humano artificial.
En otra prueba, el equipo informó de que una persona que llevaba la batería alrededor de la muñeca y montaba en una bicicleta estática durante 30 minutos era capaz de generar un voltaje de 4,2 V y una potencia de salida de 3,9 mW que era suficiente para alimentar un dispositivo sensor de temperatura comercial y enviar los datos continuamente a un teléfono inteligente a través de Bluetooth. La batería no contiene metales pesados ni productos químicos tóxicos, a diferencia de las baterías convencionales, que suelen construirse con materiales insostenibles y perjudiciales para el medio ambiente.
Como alternativa más sostenible que podría reducir los residuos electrónicos nocivos, el desarrollo de la batería impulsada por el sudor refleja el compromiso de la NTU de encontrar soluciones para mitigar nuestro impacto en el medio ambiente. Este es uno de los cuatro grandes retos de la humanidad que la NTU pretende abordar en el marco del plan estratégico NTU 2025.
El profesor Lee Pooi See, científico especializado en materiales y decano de la Escuela de Graduados de la NTU, que dirigió el estudio, dijo: "Nuestra tecnología anuncia un hito hasta ahora inalcanzable en el diseño de dispositivos portátiles. Al aprovechar un producto omnipresente, la transpiración, podríamos estar ante una forma más ecológica de alimentar los dispositivos portátiles que no depende de las baterías convencionales. Se trata de una fuente de energía casi garantizada producida por nuestro cuerpo. Esperamos que la batería sea capaz de alimentar todo tipo de dispositivos vestibles"
El estudio se publicó en la revista científica Science Advances en julio. También se ha presentado una solicitud de patente para la batería alimentada por el sudor a través de la empresa de innovación de la NTU, NTUitive.
El Dr. Lyu Jian, investigador de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales de la NTU, que es el primer autor del estudio, dijo: "Las baterías convencionales son más baratas y están más extendidas que nunca, pero a menudo se construyen con materiales insostenibles y perjudiciales para el medio ambiente. También son potencialmente dañinas en los dispositivos portátiles, donde una batería rota podría derramar fluidos tóxicos sobre la piel humana. Nuestro dispositivo podría suponer una oportunidad real para prescindir por completo de esos materiales tóxicos"
Destacando la importancia del trabajo realizado por el equipo de investigación de la NTU, la profesora asociada Irene Goldthorpe, del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Waterloo (Canadá), que no participa en la investigación, dijo "Es bien sabido que a la electrónica no le gusta la humedad y, por tanto, los dispositivos portátiles suelen estar totalmente encapsulados para protegerlos del sudor. Este trabajo hace que el sudor deje de ser un obstáculo y se convierta en una ventaja, demostrando que puede mejorar la conductividad de las interconexiones impresas e incluso utilizar el sudor como electrolito en una batería portátil y plegable. Esto puede abrir un nuevo paradigma en el diseño de la electrónica vestible"
La batería fabricada por la NTU se crea imprimiendo sobre un tejido extensible una tinta que contiene copos de plata y poli(uretano-acrilato) hidrofílico (HPUA), que funcionan como electrodos de la batería. Cuando los copos de plata entran en contacto con el sudor, sus iones de cloruro y su acidez hacen que los copos se agrupen, aumentando su capacidad de conducir la electricidad. Esta reacción química también hace que fluya una corriente eléctrica entre los electrodos (ver vídeo).
Cuando el material de la batería se estira, su resistencia disminuye aún más, lo que significa que puede utilizarse cuando se expone a un esfuerzo, como cuando su usuario hace ejercicio. Como el material textil estirable es muy absorbente, retiene gran cantidad de sudor, de modo que la batería sigue funcionando incluso cuando el ritmo de sudoración es irregular. Esto es importante para un funcionamiento constante, ya que la cantidad de sudor humano segregado es variable y depende de la zona del cuerpo en la que se encuentre, de las condiciones ambientales y de la hora del día.
El profesor Lee añadió: "Nuestro dispositivo podría ser más duradero que la tecnología actual, ya que hemos demostrado que puede soportar la tensión de las actividades diarias del usuario y la exposición repetida al estrés o al sudor. El delgado tamaño de nuestra batería también resuelve dos problemas de la tecnología para llevar puesta: las tradicionales pilas de botón son un problema para conseguir el tipo de estética elegante que resulta atractivo para los consumidores, mientras que las pilas más delgadas reducen la capacidad del artículo de llevar suficiente carga para durar todo el día"
Los investigadores tienen previsto seguir estudiando los efectos de otros componentes del sudor humano y cómo factores como el calor corporal pueden afectar al rendimiento de la batería.
