Dij12092021

Darrera actualitzacióDij, 02 Des 2021 2pm

Back Estàs aquí:Inicio Tecnologies físiques Ofertes tecnològiques Pila de combustible sobre paper

Pila de combustible sobre paper

Científics de l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM) han desenvolupat una pila de combustible microfluídica impresa en paper que en el futur podrà substituir les piles de botó en dispositius de diagnòstic electrònics basats en tires reactives.

 

Portotip de una tira reactiva amb la pila de combustible incorporada.L'electrònica sobre paper avança a pas ferm. En el futur molts dels kits de diagnòstic mèdic -les actuals tires reactives- podran anar impresos sobre paper. Aquests dispositius necessitaran fonts d'alimentació miniaturitzades compatibles. Científics de l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM) han desenvolupat i patentat una pila de combustible microfluídica en paper.

Els resultats del seu treball s'ha publicat a la revista Environment and Energy, en un treball amb la participació de l'Institut de Catàlisi i Petroquímica del CSIC.

Neus Sabaté, de l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM) del CSIC explica: "la tendència futura és que els kits, que actualment ofereixen una resposta negativa o positiva, es vagin fent cada vegada més precisos, oferint una mesura que en tests de colorimetria, per exemple, es correspondria amb diverses intensitats de color. Per a això es necessita un lector òptic i una font d'alimentació."

Generalment, aquests lectors incorporen piles de botó com a font d'energia. En l'electrònica de paper, el que es persegueix és substituir aquestes piles de botó, per fonts d'alimentació més integrades, que tinguin un mínim impacte ambiental i que es puguin imprimir conjuntament amb els altres circuits.

La pila de combustible que han desenvolupat els científics compleix aquests requeriments. Impresa sobre paper, aprofita la capacitat de transportar fluids per capil•laritat del paper, de manera que no es necessita cap font de bombament externa.

L'equip del IMB-CNM: d'esquerra a dreta, Neus Sabaté, Javier del Campo y Juan Pablo Esquivel.

Disposa d'un electròlit i de combustible emmagatzemat (metanol) sobre la tira de paper. Quan s'afegeix aigua, la pila comença a generar prou energia per a la realització del test. De fet, cal tenir en compte que els dispositius actuals només utilitzen un 1% de l'energia emmagatzemada en les piles de botó que incorporen. Després, les piles han de ser retirades i reciclades . Des d'aquest punt de vista, la pila de combustible sobre paper pot suposar un estalvi energètic, econòmic i mediambiental important.

Fins ara els assajos s'han realitzat amb metanol com a combustible però els investigadors treballen ja en l'optimització dels dispositius perquè puguin proporcionar energia a partir de molècules que estan presents en fluids biològics, com són la glucosa en sang o la urea, en el cas de l'orina.

Les aplicacions no es limiten a l'àmbit biomèdic sinó que es poden estendre a altres camps en què les tires d'assaig sol ús són àmpliament utilitzades, com passa en el sector mediambiental, al veterinari, l'agro-alimentari i seguretat, entre d'altres.

Les investigacions continuen cap a la integració de les piles de combustible amb la tecnologia d'electrònica orgànica. D'aquesta manera, tots els components necessaris (sensors, font d'energia, electrònica...) podrien fabricar-se simultàniament mitjançant un procés d'impressió similar al que s'usa actualment en el món de la reprografia. Aquesta tècnica de fabricació, coneguda com roll-to-roll, permet dipositar les capes de diferents materials aïllants i conductors sobre substrats flexibles que passen d'un rotllo a un altre fins a configurar el dispositiu final.

J. P. Esquivel, F. J. Del Campo, J. L. Gómez de la Fuente S. Rojas y N. Sabaté. Microfluidic fuel cells on paper: meeting the power needs of next generation lateral flow devices. Energy and Environmental Science. DOI: 10.1039/ C3EE44044C

Contacte:

Isabel Gavilanes-Pérez  Aquesta adreça de correu-e està protegida dels robots de spam.Necessites Javascript habilitat per veure-la.
Delegación del CSIC en Cataluña
Unidad de Comercialización
Vicepresidencia Adjunta
de Transferencia
del Conocimiento (CSIC)
Tel.: + 34 – 93 594 77 00