El maker e ingeniero químico Julian Zoller estuvo trabajando en construir su propia batería zinc-aire impresa en 3D. Para demostrar que funciona, la usó para mover un auto modelo.

"Lo especial de una pila zinc-aire es que tenemos al aire como compañero de reacción", explica Zoller en una traducción del alemán original sobre la química elegida para el proyecto. "Eso significa que la celda está abierta al aire ambiente. El cátodo, en particular, está abierto al aire ambiente y se compone de tres capas o tres componentes: una capa de difusión de gas, por la que el aire debe atravesar para alcanzar la capa activa; luego un conductor eléctrico, que puede ser una rejilla metálica, sobre la que se conducen los electrones, estableciendo así un buen contacto con el sitio de reacción para tener baja resistencia eléctrica; y finalmente la capa activa".

¿Qué hace especial a la química zinc-aire?

La experiencia hands-on más común con química zinc-aire suele ser con esas pilas de botón diminutas para audífonos y otros dispositivos compactos. Pero la tecnología, que se ubica en algún punto entre una batería química tradicional y una pila de combustible, escala hasta poder alimentar vehículos eléctricos. La implementación de Zoller queda en el medio: sí mueve un vehículo eléctrico, pero un modelo a escala, no algo en lo que puedas ir al almacén.

¿Cómo es el motor y por qué importa?

"Como armamos la batería nosotros mismos", dice Zoller en traducción, "tenemos que asumir que quizás no rinda tan bien como una batería comercial. Eso significa esperar que no entregue mucha potencia. Aun así, el motor debe poder propulsar el auto pese a la baja salida de potencia. Necesitamos un motor que opere a baja potencia y aun así entregue alto torque".

El auto se propulsa con un motor N20 con reductor, que puede correr desde apenas 40 mA a 3V. "Incluso 3V es una salida alcanzable con una batería casera", explica Zoller, "cuando se conectan varias celdas. Para llegar a 3V necesitamos al menos tres celdas en serie. Y para nuestros 6V podemos tener un máximo de cinco celdas. Decidí conectar tantas celdas como sea posible en serie, porque es más eficiente y se obtiene significativamente más potencia. Opté por 8 cm² de área de electrodo proyectada, con cinco celdas en serie. Por razones de diseño la reduje un poco: al final son 7,75 cm² de área de electrodo proyectada".

¿Qué velocidad alcanza el auto?

Pese a esa reducción, la batería casera entrega: el modelo cuadrado de auto efectivamente se desplaza con la batería zinc-aire de cinco celdas, a una velocidad de 4 cm por segundo. La cifra cae a unos glaciales 0,6 cm por segundo si se conecta una sola celda.

"Un cohete, ¿no?", bromea Zoller en traducción. "Pero bueno, ahora construimos una batería desde materiales básicos disponibles en Amazon, capaz de mover un vehículo. Algo es algo".

¿Dónde están los archivos del proyecto?

Zoller entra en bastante más detalle en el video en alemán de su canal de YouTube. También liberó los archivos de impresión 3D del auto en Thingiverse bajo la licencia recíproca Creative Commons Attribution-ShareAlike.