Lancement de la toute première pile comestible
Le risque sanitaire lié à l’ingestion accidentelle de piles pourrait bientôt appartenir au passé grâce à une nouvelle pile mise au point par des chercheurs de l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT). En plus de minimiser les dangers liés à l’ingestion par les enfants, cette pile entièrement comestible et rechargeable ouvre également la voie à des applications dans le domaine des diagnostics de santé, du contrôle de la qualité des aliments et de la robotique molle comestible. Figurant sur la liste des 200 meilleures inventions de 2023 du TIME, la pile éprouvée est présentée dans un article publié dans la revue «Advanced Materials». Elle est le résultat de recherches menées avec le soutien partiel du projet ELFO, financé par le Conseil européen de la recherche (CER). «Lorsqu’une pile se trouve à l’intérieur du corps humain, elle endommage les tissus de deux manières principales: par l’électrolyse de l’eau et la toxicité de ses matériaux», explique le premier auteur de l’étude, le Dr Ivan K. Ilic, chercheur postdoctoral à l’IIT, dans un article publié sur le site web d’«Ars Technica». «L’électrolyse de l’eau est un phénomène par lequel l’électricité d’une tension supérieure à 1,2 V (pratiquement toutes les piles du commerce) décompose l’eau en oxygène et en hydrogène (un gaz explosif), et elle est très dangereuse si elle se produit dans l’estomac. La tension de notre pile est bien inférieure, autour de 0,65 V, ce qui empêche l’électrolyse de l’eau. D’autre part, nous n’avons utilisé que des matériaux alimentaires, de sorte que rien n’est toxique!» Pour fabriquer la pile comestible, l’équipe de l’IIT s’est inspirée des réactions biochimiques d’oxydoréduction qui se produisent chez tous les êtres vivants. Les ingrédients utilisés pour faire fonctionner la pile étaient des produits d’épicerie courants: la riboflavine (vitamine B2, présente dans les amandes) a servi d’anode à la pile, tandis que la quercétine (complément alimentaire présent dans les câpres) a constitué la cathode. Le nori, une algue utilisée pour envelopper les rouleaux de sushi, a fait office de séparateur, dont toute pile a besoin pour éviter les courts-circuits. Une solution à base d’eau (NaHSO4 aqueux, que l’on trouve dans les nettoyants pour cuvettes de toilettes et les produits de nettoyage pour lave-vaisselle) a servi d’électrolyte, et le charbon actif, un médicament courant en vente libre pour traiter les intoxications, a augmenté la conductivité électrique de la pile. Enfin, les électrodes ont été recouvertes de cire d’abeille et reliées à une feuille d’or (comme celles utilisées par les pâtissiers) qui a laminé une structure de support en éthylcellulose.
Une pile évolutive
Ivan K. Ilic explique le flux d’énergie dans la pile: «Pendant la charge, les électrons migrent de la quercétine vers la riboflavine. Lorsque nous utilisons la pile, c’est le contraire qui se produit. Nous pouvons donc alimenter des appareils. En effet, notre innovation est évolutive et, si l’on veut doubler l’énergie de la pile, il suffit de doubler la surface des électrodes!» La pile fonctionne à 0,65 V et, comme l’indique un article de l’IIT, elle supporte un courant de 48 microampères pendant 12 minutes, ou moins de microampères pendant plus d’une heure. Cette performance permet d’alimenter de petits appareils électroniques tels que des diodes électroluminescentes de faible puissance pendant une courte période. Ivan K. Ilic fait remarquer dans l’article d’«Ars Technica»: «Ces piles ne concurrencent pas les piles ordinaires, elles n’alimenteront pas les voitures électriques, mais elles sont destinées à l’électronique comestible et peut-être à d’autres applications de niche, de sorte que leur principal avantage est l’absence de toxicité.» Le coordinateur du projet ELFO, le Dr Mario Caironi, a également bénéficié d’une subvention antérieure du CER pour un projet de cinq ans appelé HEROIC. Le projet ELFO (Electronic Food: enabling edible electronic systems for biomedical and food monitoring applications) se termine en août 2025. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet ELFO
Mots‑clés
ELFO, pile, rechargeable, électrode, électronique comestible
