Los científicos han desarrollado la última batería basada en la hemoglobina
Científicos españoles y argentinos han desarrollado una batería que utiliza la hemoglobina como conductor de las reacciones electroquímicas. Esta batería dura varias semanas y puede utilizarse en dispositivos implantables.
La hemoglobina es una proteína que se encuentra en las células sanguíneas (glóbulos rojos) y que desempeña una importante función en el organismo: transporta el oxígeno de los pulmones a los tejidos y devuelve el dióxido de carbono a los pulmones. Muchos científicos creen desde hace tiempo que la hemoglobina puede utilizarse en el desarrollo de baterías electroquímicas, en las que el oxígeno desempeña un papel fundamental, debido a sus propiedades.
En 2017, investigadores de la Universidad de Oxford (Reino Unido) realizaron una serie de experimentos con hemoglobina y descubrieron que es muy adecuada para procesos redox (o reacciones redox), que transforman la energía química en energía eléctrica.
Al mismo tiempo, algunos expertos sugirieron que esta proteína vital podría utilizarse para crear baterías de aire-zinc. Durante su funcionamiento, estas pilas utilizan oxígeno absorbido del aire como cátodo y polvo de zinc como ánodo.
Un grupo de científicos de la Universidad Nacional de Córdoba (Argentina) y la Universidad Politécnica de Cartagena (España) intentaron dar vida a esta idea. Y lo consiguieron. Unos químicos han desarrollado la primera pila biocompatible aire-zinc, en la que la hemoglobina interviene en la reacción electroquímica que convierte la energía química en eléctrica. Es importante señalar que el aparato no es perjudicial para la salud. Los resultados se publicaron en la revista Energy & Fuels.
En una batería de este tipo, la proteína de la sangre desempeña el papel de catalizador, es responsable de la reacción de reducción del oxígeno, que es un proceso clave en los dispositivos electroquímicos de conversión y almacenamiento de energía. Durante esta reacción, después de que el aire entre en la pila, el oxígeno participa en una reacción que produce agua. Después se liberan electrones, que “pasan” al ánodo de zinc, donde tiene lugar la reacción de oxidación del zinc.
“Para que un catalizador funcione bien, debe tener dos propiedades: absorber rápidamente las moléculas de oxígeno y formar moléculas de agua con relativa facilidad. La hemoglobina cumple plenamente estos requisitos”, explica Manuel Luna, uno de los autores del estudio.
Según el científico, el prototipo de batería creado por su equipo funcionó con 0,165 miligramos de hemoglobina durante 20-30 días. Estas pilas son más resistentes a condiciones ambientales adversas que otras, lo que permitirá utilizarlas con seguridad en marcapasos y otros dispositivos implantados.
Los investigadores señalaron que el principal inconveniente de su desarrollo es que no puede recargarse. Para eliminar este inconveniente, es necesario seleccionar otra proteína biológica que vuelva a convertir el agua en oxígeno, que es en lo que están trabajando actualmente los científicos. El nuevo dispositivo sólo puede utilizarse en un entorno de oxígeno; no funcionará en el espacio.
