Tim istraživača na Istituto Italiano di Tecnologia (IIT-Italijanski institut za tehnologiju) napravio je potpuno jestivu i punjivu bateriju, počevši od materijala koji se obično konzumiraju kao deo naše svakodnevne ishrane. Baterija sa dokazom koncepta opisana je u radu, nedavno objavljenom u časopisu Advanced Materials. Moguće primene su u zdravstvenoj dijagnostici, praćenju kvaliteta hrane i jestivoj mekoj robotici.
Studiju je realizovala grupa Marija Kaironija, koordinatora Laboratorije za štampanu i molekularnu elektroniku IIT centra u Milanu (Italija); Caironi se fokusirao na proučavanje elektronskih svojstava hrane i njenih nusproizvoda, kako bi ih ujedinio sa jestivim materijalima i stvorio nove jestive elektronske materijale. U 2019, Caironi je osvojio ERC konsolidatorski grant od 2 miliona evra za projekat ELFO, koji istražuje polje jestive elektronike.
Jestiva elektronika je oblast u poslednje vreme koja bi mogla da ima veliki uticaj na dijagnostiku i lečenje bolesti gastrointestinalnog trakta, kao i na praćenje kvaliteta hrane. Jedan od najzanimljivijih izazova u razvoju budućih jestivih elektronskih sistema je realizacija jestivih izvora napajanja.
Istraživačka grupa IIT-a je inspirisala biohemijske redoks reakcije koje se dešavaju u svim živim bićima i razvila bateriju koja koristi riboflavin (vitamin B2, koji se nalazi na primer u bademima) kao anodu i kvercetin (dodatak ishrani i sastojak, prisutan u kaparima), između ostalog) kao katoda. Za povećanje električne provodljivosti korišćen je aktivni ugalj (rasprostranjen lek bez recepta), dok je elektrolit bio na bazi vode. Separator, potreban u svakoj bateriji da bi se izbegli kratki spojevi, napravljen je od nori alge, vrste koja se nalazi u sušiju. Zatim su elektrode inkapsulirane u pčelinji vosak iz kojeg izlaze dva zlatna kontakta za hranu (folija koju koriste poslastičari) na podlozi od celuloze.
Ćelija baterije radi na 0,65 V, napon dovoljno nizak da ne stvara probleme u ljudskom telu kada se proguta. Može da obezbedi struju od 48 μA tokom 12 minuta, ili nekoliko mikroampera više od sat vremena, što je dovoljno za napajanje malih elektronskih uređaja, kao što su LED diode male snage, tokom ograničenog vremena.
Ovaj primer potpuno jestive punjive baterije, prve ikada napravljene, otvorio bi vrata novim jestivim elektronskim aplikacijama.
„Buduće potencijalne upotrebe se kreću od jestivih kola i senzora koji mogu da prate zdravstveno stanje do napajanja senzora za praćenje uslova skladištenja hrane. Štaviše, s obzirom na nivo bezbednosti ovih baterija, mogle bi da se koriste u dečijim igračkama, gde postoji visoka rizik od gutanja. Zapravo, već razvijamo uređaje većeg kapaciteta i smanjenja ukupne veličine. Ovi razvojni radovi će se u budućnosti testirati i za napajanje jestivih mekih robota“, istakao je koordinator istraživanja Mario Caironi.
„Ova jestiva baterija je takođe veoma interesantna za zajednicu za skladištenje energije. Izgradnja sigurnijih baterija, bez upotrebe toksičnih materijala, je izazov sa kojim se suočavamo kako potražnja za baterijama raste. Iako naše jestive baterije neće napajati električne automobile, one su dokaz da baterije mogu biti napravljene od bezbednijih materijala od sadašnjih Li-jonskih baterija. Verujemo da će inspirisati druge naučnike da grade bezbednije baterije za istinski održivu budućnost“, dodao je Ivan Ilić, koautor studije.
