¿Qué pasaría si las baterías que almacenan la energía solar de tu tejado funcionaran con algo tan cotidiano como el azúcar y una vitamina del desayuno? Un equipo de científicos de Pacific Northwest National Laboratory y de la Universidad de Binghamton ha presentado el primer prototipo de batería de flujo que usa glucosa y vitamina B2, también llamada riboflavina, como piezas clave del sistema. El trabajo se ha publicado en la revista de la American Chemical Society y demuestra que esta celda puede sacar del azúcar una potencia comparable a diseños comerciales de baterías de flujo, pero con materiales mucho más limpios y baratos.
Para la transición ecológica el problema ya no es solo produci relectricidad renovable, también guardarla cuando sobra y liberarla cuando falta. Hoy esa tarea recae sobre todo en baterías que dependen de litio, cobalto u otros metales críticos, con costes ambientales, sociales y geopolíticos que ya se notan en las comunidades mineras y en la factura de la luz. La propuesta de estas “baterías bioinspiradas” apunta en otra dirección, basada en moléculas orgánicas abundantes y no tóxicas.
Una batería que imita al metabolismo humano
El diseño parte de una idea muy sencilla cuando se explica, aunque por dentro sea pura electroquímica. Igual que nuestras células obtienen energía al descomponer glucosa con ayuda de enzimas y cofactores, esta batería usa glucosa disuelta en un líquido y riboflavina como mediadora para mover electrones entre los electrodos. En la práctica es una celda de flujo, un tipo de batería donde dos soluciones líquidas circulan por el interior y reaccionan al pasar por los electrodos, generando electricidad o almacenándola según se cargue o descargue el sistema.
Los investigadores emplearon electrodos de carbono y un electrolito alcalino con glucosa y una forma activa de riboflavina en el lado negativo. En el lado positivo probaron dos opciones, una basada en ferricianuro de potasio y otra en oxígeno, como en las pilas de combustible convencionales. La primera les ayudó a medir con precisión la actividad de la vitamina, mientras que la segunda se perfila como opción más simple y barata para un uso real.
Riboflavina en lugar de metales nobles
Hasta ahora, muchas pilas de combustible de glucosa necesitaban catalizadores de metales nobles para romper las moléculas de azúcar y liberar energía. Oro, platino y compañía funcionan muy bien, pero son caros, escasos y complicados de reciclar. En este prototipo, la riboflavina sustituye esos catalizadores y actúa como “transportista” de electrones entre la glucosa y el electrodo.
El dato que pone este avance en el mapa es la potencia. Cuando la celda se combina con un electrodo de oxígeno en condiciones alcalinas, alcanza una densidad de potencia máxima de 13 milivatios por centímetro cuadrado, unas veinte veces más que el diseño de referencia previo con glucosa en condiciones similares, según los autores del estudio.
Además, la comparación económica es contundente. Un kilogramo de glucosa en polvo ronda los veinte dólares, mientras que un kilogramo de platino se sitúa en decenas de miles, según recuerda un análisis independiente sobre esta tecnología. Menos minería, menos transporte global y más química de moléculas sencillas. No es poca cosa.
Qué puede aportar a la transición ecológica
El propio equipo destaca que la combinación de glucosa y riboflavina permite trabajar con componentes no tóxicos, de bajo coste y abundantes en la naturaleza. En el fondo, lo que se busca es abrir la puerta a sistemas de almacenamiento pensados para viviendas, barrios o pequeñas industrias que quieran guardar la energía solar o eólica sin depender de materiales críticos.
Imagina una microrred rural que combine paneles solares, un pequeño aerogenerador y un depósito con esta solución de glucosa y vitamina B2. La propia comunidad podría recargar el sistema usando productos muy básicos de la cadena alimentaria. Los artículos divulgativos que acompañan al estudio señalan que, si se escala bien, este tipo de celdas de flujo podría adaptarse tanto a aplicaciones residenciales como a ciertos usos industriales que no requieren densidades energéticas extremas.
La idea encaja con otra tendencia en auge, la de diseñar baterías pensadas desde el principio para tener un final de vida sencillo, sin residuos tóxicos ni procesos de reciclaje muy complejos. Aquí la ventaja es evidente, porque tanto la glucosa como la riboflavina son biodegradables y ya forman parte de los ciclos biológicos.
Los retos que quedan por delante
Conviene no perder de vista que seguimos hablando de un prototipo de laboratorio. La propia riboflavina, aunque estable en medios alcalinos, es sensible al oxígeno y a la luz, lo que obliga a protegerla mediante encapsulado o modificaciones químicas para que la batería no pierda rendimiento con el tiempo. También hay que mejorar la estabilidad a largo plazo y aumentar la densidad de energía si se quiere competir con las baterías de litio en aplicaciones más exigentes, como el coche eléctrico o las grandes plantas de almacenamiento.
El problema, en resumen, no está resuelto. Pero el camino se abre en una dirección distinta, en la que las vitaminas y el azúcar pasan de la mesa de la cocina al corazón de los sistemas energéticos. Energía inspirada en la vida para sostener una vida más sostenible.
El estudio científico se titula “Vitamin-Mediated Glucose Flow Cell for Sustainable Power Generation” y ha sido publicado en la revista ACS Energy Letters.
