Baterías de marcapasos de mayor duración podrían ayudar a evitar cirugía de reemplazo

Durante las últimas décadas, la investigación sobre baterías se ha centrado en gran medida en las baterías recargables de iones de litio, que se utilizan en todo, desde automóviles eléctricos hasta dispositivos electrónicos portátiles, y han mejorado drásticamente en términos de asequibilidad y capacidad. Pero las baterías no recargables han visto pocas mejoras durante ese tiempo, a pesar de su papel crucial en muchos usos importantes, como dispositivos médicos implantables como marcapasos. Ahora, los investigadores han ideado una forma de mejorar la densidad de energía de estas baterías no recargables o "primarias", que se utilizan para aplicaciones esenciales porque pueden proporcionar aproximadamente tres veces más energía para un tamaño y peso determinados que las baterías recargables. Los investigadores dicen que su tecnología podría permitir un aumento de hasta un 50 % en la vida útil, o una disminución correspondiente en el tamaño y el peso para una determinada cantidad de potencia o capacidad energética, al mismo tiempo que mejora la seguridad, con poco o ningún aumento en el costo. Reemplazar la batería de un marcapasos u otro implante médico requiere un procedimiento quirúrgico, por lo que cualquier aumento en la vida útil de sus baterías podría tener un impacto significativo en la calidad de vida del paciente.

Los nuevos hallazgos de los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Boston, MA, EUA) involucran la sustitución del electrolito de la batería convencionalmente inactivo con un material que es activo para el suministro de energía. Los nuevos materiales funcionan a la temperatura del cuerpo humano, por lo que serían adecuados para implantes médicos. La clave de la innovación del equipo es un nuevo tipo de electrolito: el material que se encuentra entre los dos polos eléctricos de la batería, el cátodo y el ánodo, y permite que los portadores de carga pasen de un lado al otro. Usando un nuevo compuesto fluorado líquido, el equipo descubrió que podían combinar algunas de las funciones del cátodo y el electrolito en un compuesto, llamado catolito. Esto permite ahorrar gran parte del peso de las baterías primarias típicas.

Imagen: Nuevos materiales podrían permitir baterías implantables más duraderas (Fotografía cortesía del MIT)

Las nuevas celdas también brindan mejoras de seguridad en comparación con otros tipos de productos químicos propuestos que utilizarían materiales de catolito tóxicos y corrosivos, lo cual no ocurre en su fórmula. Y las pruebas preliminares han demostrado una vida útil estable durante más de un año, una característica importante para las baterías primarias. Hasta ahora, el equipo aún no ha logrado experimentalmente la mejora total del 50 % en la densidad de energía prevista por su análisis. Han demostrado una mejora del 20%, lo que en sí mismo sería una ganancia importante para alguna aplicación. El diseño de la celda en sí aún no se ha optimizado por completo, pero los investigadores pueden proyectar el rendimiento de la celda en función del rendimiento del material activo por sí mismo.

Una gran ventaja del nuevo material es que se puede integrar fácilmente en los procesos de fabricación de baterías existentes, como una simple sustitución de un material por otro. Es probable que el costo de las baterías que utilizan el nuevo material también sea comparable al de las baterías existentes. El equipo ya solicitó una patente sobre el catolito, y esperan que las aplicaciones médicas sean probablemente las primeras en comercializarse, tal vez con un prototipo a gran escala listo para probar en dispositivos reales dentro de aproximadamente un año.

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