Las baterías de fibra son pilas milimétricas basadas en fibras que pueden tejerse en prendas de vestir o utilizarse para crear dispositivos electrónicos portátiles muy flexibles. En los últimos años, muchos equipos de investigación de todo el mundo han intentado fabricar estas baterías, utilizando una serie de técnicas y enfoques diferentes.
La mayoría de las técnicas existentes para crear baterías de fibra implican procesos de recubrimiento por capas que fueron adaptados de la fabricación de baterías planas, una tecnología de baterías planas y delgadas. A pesar de sus ventajas, estos procesos suelen permitir la creación de un número limitado de baterías a la vez, por lo que no son adecuados para la producción a gran escala.
Investigadores de la Universidad de Fudan (China) han presentado recientemente un método alternativo para fabricar baterías de fibra que podría ser más fácil de aplicar a escala industrial. Este método, presentado en un artículo publicado en Nature Nanotechnology, se basa en una técnica general de extrusión de soluciones que puede producir lotes de varias baterías de fibra en un solo paso.
El método de producción propuesto por los investigadores se basa en una estructura de hilera, una tapa o placa con varios agujeros pequeños que suele utilizarse para producir fibras. Esta estructura, que tiene tres canales principales de extrusión, puede utilizarse para crear baterías de fibras compuestas por un cátodo y un ánodo paralelos, encapsulados por un electrolito, con notables tasas de producción de 250 m h-1.
"Nuestra hilera industrial de tres canales extruye y combina simultáneamente los electrodos y electrolitos de las baterías de fibra a altas velocidades de producción", explican Meng Liao y sus colegas en su artículo. "El flujo laminar entre los componentes funcionales garantiza sus interfaces sin fisuras durante la extrusión".
En comparación con los métodos existentes para producir baterías de fibra, el método de los investigadores puede producir unos notables 1.500 km de baterías de fibra continua por cada unidad individual de hilera utilizada. Esto supone más de tres veces más baterías que las producidas por las técnicas de mejor rendimiento desarrolladas hasta ahora.
En su artículo, Liao y sus colegas demostraron el gran potencial de su método al utilizarlo para crear unos 10 m2 de tejidos con baterías de fibra. Estos tejidos se diseñaron específicamente para crear tiendas de campaña inteligentes y receptivas, y la batería de fibra utilizada para alimentarlas tenía una densidad energética de 550mWhm-2.
La tienda inteligente que han diseñado tiene varias características interesantes y avanzadas. Por ejemplo, puede recoger energía del sol, almacenarla y utilizarla para controlar una pantalla y otras tecnologías en su interior. En el futuro, el método de producción de baterías introducido por los investigadores podría utilizarse para crear tiendas de campaña similares u otros dispositivos electrónicos de base textil a gran escala, lo que podría facilitar su uso generalizado.
"Nuestro método es sencillo y la batería textil flexible obtenida es estable, duradera y segura", escriben Liao y sus colegas en su artículo. "Prevemos que promoverá la producción a gran escala y las aplicaciones prácticas de las baterías de fibra para la electrónica de próxima generación".
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