Pozrite si
Jedlá elektronika sa v poslednom čase dostáva do povedomia ako nová cesta na diagnostiku a liečbu ochorení tráviaceho traktu, alebo na monitorovanie kvality potravín. Takéto jedlé mini prístroje však potrebujú aj zdroj energie a to je práve slabinou celého nápadu. Ale toto obmedzenie možno bude čoskoro minulosťou.
Tím vedcov pod vedením Maria Caironiho, koordinátora centra tlačenej a molekulárnej elektroniky z Talianskeho technologického inštitútu (Istituto Italiano di Tecnologia, IIT) vytvoril úplne jedlú dobíjateľnú batériu z materiálov, ktoré bežne konzumujeme ako súčasť stravy. Práca výskumníkov bola nedávno publikovaná v časopise Advanced Materials v článku „Jedlá nabíjateľná batéria“.
Obsah pokračuje pod reklamou
Caironi sa zameriava na štúdium elektronických vlastností potravín a ich vedľajších produktov s cieľom spojiť ich s jedlými materiálmi a vytvoriť novú jedlú elektroniku.
Jedlá batéria používa ako anódu riboflavín (vitamín B2), ktorý sa nachádza napríklad v mandliach, jogurte a vajciach a katódu z kvercetínu, čo je bioflavonoid, nachádzajúci sa napríklad v kaparách, brusniciach, ligurčeku a mnohých iných rastlinách.
Na zvýšenie elektrickej vodivosti sa použilo aktívne uhlie (poznáme ho v podobe čiernych tabletiek, alebo kapsúl proti zažívacím ťažkostiam) a elektrolyt bol vytvorený na vodnej báze. Separátor, ktorý bráni skratu medzi elektródami, vyrobili vedci z morských rias nori, ktoré sa nachádzajú v sushi. Kontakty zo zlatej fólie na podložke z celulózy síce veľkú výživnú hodnotu nemajú, ale takúto fóliu bežne používajú cukrári na zdobenie zákuskov. Celá batéria je zapuzdrená do včelieho vosku.
Takýto jedlý dobíjací článok pracuje s napätím 0,65 V, čo je dostatočne nízka úroveň, aby po požití nespôsobovala problémy. Kapacita jedlej batérie však určite nebude dostatočná, aby mohla dlhšiu dobu napájať napríklad nositeľnú elektroniku. Prototyp dokáže poskytnúť prúd 48 μA po dobu 12 minút, alebo jednotky mikroampérov po dobu dlhšiu ako hodinu. To by zodpovedalo výkonu okolo 33 μW a kapacite asi 0,01 mAh.
Toľko energie vystačí na napájanie malých elektronických zariadení, napríklad mäkkých biorobotov a miniatúrnych prístrojov na medicínsku diagnostiku, na obmedzený čas, alebo pri testovaní potravín.
Batéria je síce nabíjateľná (vedci neudávajú jej životnosť v podobe počtu nabíjacích/vybíjacích cyklov), ale v prípade, že ju prehltneme, asi táto vlastnosť nebude dôležitá.
Možnosti využitia jedlých batérií v budúcnosti siahajú od jedlých obvodov a senzorov, schopných monitorovať zdravotný stav, až po napájanie senzorov na monitorovanie podmienok skladovania potravín. Vzhľadom na úroveň bezpečnosti by sa mohli použiť v detských hračkách, kde existuje riziko prehltnutia.
Koordinátor výskumu Mario Caironi informoval, že tím už pracuje na batériách s väčšou kapacitou pri menších rozmeroch. Takéto batérie budú v budúcnosti testované aj na poháňanie spomínaných jedlých mäkkých robotov.