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| Imagen de Gerd Altmann en Pixabay |
Científicos de la Universidad de Córdoba (España) han ideado una forma de incorporar hemoglobina (el componente clave de los glóbulos rojos) en una batería, creando un prototipo que siguió funcionando durante entre 20 y 30 días.
Las baterías de zinc-aire son una de las alternativas más sostenibles que tenemos a las omnipresentes baterías de iones de litio que ya alimentan todo, desde computadoras portátiles hasta vehículos eléctricos. Funcionan mediante una reacción química llamada reacción de reducción de oxígeno. A medida que se introduce aire en la batería, el oxígeno se reduce a agua en el cátodo (el extremo positivo), liberando electrodos que oxidan el zinc en el ánodo (extremo negativo).
Para mantener esa reacción, se necesita un buen catalizador, con algunas propiedades muy específicas. Propiedades, se dieron cuenta los investigadores, que ciertamente tiene la hemoglobina. "Para ser un buen catalizador en la reacción de reducción de oxígeno, el catalizador debe tener dos propiedades: debe absorber rápidamente moléculas de oxígeno y formar moléculas de agua con relativa facilidad", explicó el autor principal Manuel Cano Luna en un comunicado. "Y la hemoglobina cumplía esos requisitos".
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| Este diagrama ilustra cómo funciona la batería. Crédito: García-Caballero et al., Energy & Fuels, 2023 (CC BY 4.0) |
La hemoglobina es la proteína que da a los glóbulos rojos su tono característico y su capacidad para transportar oxígeno. Es fundamental para el funcionamiento de nuestro cuerpo y resultó bastante impresionante también en la batería: solo 0,165 miligramos de hemoglobina la mantuvieron viva durante 20 a 30 días.
Los investigadores dicen que el uso de un catalizador biocompatible como este podría ser clave si estas baterías se van a utilizar en dispositivos implantados dentro del cuerpo, como los marcapasos. La batería funciona a un pH de 7,4, que es muy similar al pH de la sangre. Las posibilidades también podrían extenderse más allá de los humanos, ya que los análogos de la hemoglobina están presentes en muchos mamíferos.
Sin embargo, aún quedan algunas cosas por perfeccionar. El mayor problema en este momento es que el prototipo no es recargable, por lo que el equipo está buscando una proteína que pueda transformar el agua nuevamente en oxígeno y comenzar el ciclo de reacción nuevamente desde el principio. El hecho de que necesite oxígeno es otra limitación, lo que significa que este tipo de baterías no se podrán utilizar para aplicaciones en el espacio.
Pero sigue siendo una posibilidad fascinante. El almacenamiento de energía sigue siendo un obstáculo importante en la búsqueda de la humanidad por avanzar hacia un futuro más sostenible. Las baterías están mejorando todo el tiempo. Si bien las baterías de iones de litio son sin duda una parte importante de esa historia, los problemas relacionados con la extracción de suficiente litio y los desechos que generan significan que hay espacio para otras opciones.
Una batería biocompatible basada en hemoglobina podría ser una de ellas.
El estudio se publica en la revista Energy & Fuels.