La camiseta que puede cargar el teléfono celular
Un equipo de investigadores chino desarrolló un textil integrado con fibra de litio capaz de cargar smartphones
En las pruebas llevadas a cabo para lograr este avance se logró producir textiles tejidos a partir de las baterías (fibra de litio) el cual pudo cargar de forma segura los dispositivos incluso después de ser lavados, perforados, doblados y retorcidos, todo dentro de un rango de temperatura entre los 20 y los 60 grados centígrados.
Las baterías flexibles y con forma de fibra que se pueden integrar en los textiles ofrecen una forma conveniente de cargar dispositivos como bandas de fitness, relojes inteligentes y teléfonos. Los investigadores fabricaron estas baterías de fibra retorciendo o enrollando diferentes materiales de batería, o recubriéndolos en capas sobre fibras de polímero o alambres de metal.
Las baterías de fibra anteriores tenían solo centímetros de largo, eran imposibles de tejer en telas grandes y tenían bajas densidades de energía. Este nuevo desarrollo tiene una capacidad hasta 80 veces mayor a todo lo producido anteriormente.
“Para aplicaciones prácticas, necesitamos bobinas de baterías de fibra de alto rendimiento que se puedan tejer en textiles de gran superficie”, dice Peining Chen, químico e ingeniero químico de la Universidad de Fudan.
Hacer baterías de fibra que funcionen bien se reduce a la calidad de los revestimientos de los materiales de las baterías. Es un desafío mantener la calidad de estos recubrimientos al depositarlos sobre cientos de metros de alambres curvos, dice Chen.
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Los investigadores han asumido que a medida que la fibra de una batería se alarga, su resistencia seguirá aumentando, lo que reducirá el rendimiento.
Chen, el ingeniero químico Huisheng Peng y sus colegas de Fudan encontraron una manera de hacer recubrimientos uniformes y robustos, y vieron que a medida que aumenta la longitud de la fibra, la resistencia aumenta al principio pero luego se estabiliza.
El equipo cubrió alambres de metal con óxido de cobalto y litio (LCO) para hacer el electrodo positivo, y otros alambres de metal con grafito para hacer los electrodos negativos.
Los cables pasan a través de mezclas de materiales a una velocidad constante. La clave para los recubrimientos robustos, dice Peng, son los aglutinantes poliméricos especiales que se agregan al LCO y las mezclas de grafito, que mejoran la adhesión entre el material y la superficie del alambre. Utilizaron aglutinantes de fluoruro de polivinilideno para el material LCO positivo y una emulsión de caucho de carboximetilcelulosa de sodio y butadieno estireno para el grafito.
Después de envolver el electrodo negativo con una película separadora para evitar cortocircuitos, trenzaron los dos cables y los encapsularon en un tubo de polipropileno. Finalmente, inyectaron un electrolito en gel en el tubo.
Fabricaron baterías de hasta 100 metros de longitud y los dispositivos tenían una densidad de energía de 85,69 W h/kg. Estas baterías de fibra se pueden tejer para fabricar grandes tejidos que almacenan energía.
En una demostración, integraron un parche textil de batería en una camisa de algodón junto con una bobina de transmisión de energía inalámbrica, y demostraron que podía recargar un teléfono celular en 40 minutos. También demostraron que el tejido de la batería podía alimentar sensores de sudor y una pantalla de lectura integrada en una chaqueta. El sensor detectó las concentraciones de iones de sodio y calcio en el sudor del usuario y envió los datos a la pantalla textil.
Wen Lu, de la Universidad de Yunnan, dice que la densidad de energía notablemente alta y la producción a gran escala de estas baterías de fibra las hacen muy competitivas para el uso en el mundo real. Sin embargo, una limitación importante podría ser el uso de alambres metálicos, que son pesados e inherentemente rígidos y frágiles, dice Lu.
Pero este es apenas el primer paso en la integración de los textiles y las baterías eléctricas, uno bastante grande si pensamos que una camiseta/cargador está con esto a la vuelta de la esquina. Piénsenlo, nunca más tendremos que quedarnos sin batería en nuestro celular, ahora podremos, literalmente, cargarlo con nosotros.
