Naukowcy z Istituto Italiano di Tecnologia w Genui (Włochy) zbudowali całkowicie jadalną baterię. Punktem wyjścia tego wynalazku było badanie właściwości elektronicznych produktów żywnościowych oraz możliwości połączenia ich, aby stworzyć nowe, jadalne materiały elektroniczne.

W swojej pracy naukowcy czerpali inspirację z biochemicznych reakcji redoks, jakie zachodzą we wszystkich organizmach żywych. Opracowali baterię, która jako anodę - wykorzystuje ryboflawinę (witaminę B2, występującą np. w migdałach), zaś jako kotodę - kwercetynę (suplement diety i składnik obecny np. w kaparach). Do zwiększenia przewodności elektrycznej użyto wegla aktywowanego (powszechny lek dostępny bez recepty), podczas gdy elektrolit był na bazie wody. Separator - potrzebny w każdej baterii, aby uniknąć zwarć - został wykonany z wodorostów - takich, jakie można znaleźć w sushi. Następnie elektrody zostały otoczone woskiem pszczelim, z którego wychodzą dwa styki spożywcze (folia używana przez cukierników) na nośniku z celulozy.

Ogniwo baterii działa przy napięciu 0,65 V - na tyle niskim, że po połknięciu nie powoduje problemów w ludzkim ciele. Może dostarczać prąd o natężeniu 48 μA przez 12 minut lub kilka mikroamperów przez ponad godzinę. Jest to wystarczające do zasilania małych urządzeń elektronicznych.

"Potencjalne zastosowania obejmują obwody jadalne i czujniki, które mogą monitorować stan zdrowia, po zasilanie czujników do monitorowania warunków przechowywania żywności. Ponadto, biorąc pod uwagę poziom bezpieczeństwa tych baterii, mogłyby one być stosowane w zabawkach dla dzieci, gdzie istnieje wysokie ryzyko połknięcia. Opracowujemy już urządzenia o większej pojemności i mniejszym rozmiarze. Te rozwiązania zostaną w przyszłości przetestowane również pod kątem zasilania jadalnych miękkich robotów" – powiedział koordynator badań, Mario Caironi.

"Jadalna bateria jest również bardzo interesująca z punktu widzenia grup zajmujących się magazynowaniem energii. Budowanie bezpieczniejszych akumulatorów bez użycia toksycznych materiałów to wyzwanie, przed którym stoimy w obliczu rosnącego zapotrzebowania na akumulatory. Chociaż nasze jadalne baterie nie zasilają samochodów elektrycznych - są jednak dowodem na to, że można je wytwarzać z bezpieczniejszych materiałów, niż obecne akumulatory litowo-jonowe. Wierzymy, że zainspirują innych naukowców do budowania bezpieczniejszych akumulatorów dla prawdziwie zrównoważonej przyszłości" – powiedział współautor badania, Ivan Ilic.

Elektronika spożywcza to rozwijająca się w ostatnim czasie dziedzina, która może mieć ogromny wpływ na diagnostykę i leczenie chorób układu pokarmowego oraz monitorowanie jakości żywności. Jednym z najciekawszych wyzwań w rozwoju przyszłych jadalnych systemów elektronicznych jest realizacja jadalnych źródeł zasilania.

Badanie zostało opisane w czasopiśmie „Advanced Materials” ( https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202211400 ). (PAP)

Tomasz Szczerbicki

szt/ zan/