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Batterie commestibili con componenti a base di Alghe

Vari sono stati gli argomenti che abbiamo trattato fino a questo momento - dall'alimentazione, all'abbigliamento - oggi abbiamo il piacere di trattare un tema piuttosto curioso: la realizzazione di batterie commestibili realizzate a partire da alghe.



Nel corso del secolo scorso, l'innovazione nella sanità ha nettamente migliorato la qualità della vita, aumentando l'aspettativa di vita media. Un importante passo avanti sta emergendo attraverso le tecnologie elettroniche commestibili, che stanno rivoluzionando il campo della diagnosi medica, specialmente nel monitoraggio del tratto gastrointestinale


L'avvento dei dispositivi medici ingeribili ha semplificato le procedure diagnostiche del tratto gastrointestinale, riducendo l'invasività e migliorando l'efficienza. Tuttavia, la necessità di supervisione medica limita l'accessibilità di tali tecnologie. L'evoluzione verso elettroniche completamente commestibili presenta una soluzione promettente per eliminare questa limitazione, rendendo le diagnosi più accessibili ed efficienti.

Per garantire l'efficacia delle elettroniche commestibili, è essenziale sviluppare fonti di energia affidabili e commestibili. Mentre i supercondensatori commestibili presentano limitazioni, le batterie si candidano come fonti di alimentazione preferite. Tuttavia, la sfida consiste nel creare batterie che siano sicure per il consumo umano.


Le batterie commerciali al litio, comuni negli attuali dispositivi elettronici, non sono adatte per applicazioni commestibili a causa dei loro componenti tossici. Un passo avanti significativo è rappresentato dalla prima batteria commestibile ricaricabile presenta nell’articolo della rivista “Advanced Materials” e sviluppata dall’Istituto Italiano di Tecnologia di Milano. La batteria è stata prodotta utilizzando esclusivamente materiali organici redox-attivi, come riboflavina (vitamina B2) e quercetina, offrendo un'alternativa sicura e sostenibile. La riboflavina redox-attiva e la quercetina sono state incorporate per la prima volta in compositi con carbone attivato per garantire il flusso libero di elettroni dai e verso i centri redox. I compositi sono stati depositati su raccoglitori di corrente in oro e legati con etil-cellulosa, completamente commestibili. La batteria è stata chiusa con un separatore di alga nori imbevuto con una soluzione acquosa di idrogeno solfato di sodio al 1 M. 


Schema 1: Assemblaggio batteria completamente commestibile utilizzando la cera d'api come involucro, etilcellulosa laminata in oro (EC/Au) come raccoglitore di corrente, compositi riboflavina (RF/AC) o quercetina (Q/AC) come materiale dell'elettrodo, la soluzione acquosa di NaHSO4 come elettrolita e l'alga nori come separatore.


Le prestazioni elettrochimiche dell'anodo, del catodo e della batteria sono state dettagliatamente studiate. Infatti, la cella della batteria funziona a 0,65 V (volt), una tensione sufficientemente bassa da non creare problemi al corpo umano se ingerita. Può fornire una corrente di 48 milliampere per 12 minuti, o di pochi microampere per più di un'ora, sufficiente per alimentare piccoli dispositivi elettronici, come i Led a bassa potenza.


Foto: Un LED alimentato da due celle commestibili collegate in serie.


Mentre la tecnologia delle elettroniche commestibili progredisce, l'integrazione di batterie commestibili apre nuove possibilità. Oltre a migliorare le diagnosi mediche, la tecnologia potrebbe essere utilizzata in una vasta gamma di applicazioni, dalla sicurezza alimentare alla sostenibilità. La continua ricerca e innovazione nel campo delle elettroniche commestibili promettono un futuro più sano, sostenibile e accessibile.


Come sempre, vi invitiamo ad approfondire, a toccare con mano l’argomento e a commentare questo e gli altri nostri articoli.


Per quanto riguarda i nostri appuntamenti, #stayTuned per il prossimo articolo sugli utilizzi delle alghe! Potete trovare altri contenuti sul Progetto e sul suo stato di avanzamento su questo blog, sul nostro sito e sui nostri canali social.


Se avete domande o suggerimenti, siamo sempre molto contenti di conoscerli.



Grazie per l’attenzione e al prossimo articolo!


Ulisse




Autore: Chiara Evangelista




BIBILIOGRAFIA:


Ivan K. I. et al., “An edible rechargeable battery. Advanced Materials”, 2023, 35.20: 2211400


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