Ecco a voi la prima batteria commestibile
Il rischio per la salute rappresentato dall'ingestione accidentale di batterie potrebbe presto appartenere al passato grazie a una nuova batteria sviluppata dai ricercatori dell'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT). Oltre a ridurre al minimo i pericoli di ingestione da parte dei bambini, la batteria totalmente commestibile e ricaricabile apre la strada ad applicazioni nella diagnostica sanitaria, nel monitoraggio della qualità degli alimenti e nella robotica morbida commestibile. Inserita nella lista delle 200 migliori invenzioni del 2023 del TIME, la prova di concetto della batteria è descritta in un articolo apparso sulla rivista«Advanced Materials» ed è il risultato di una ricerca condotta con il parziale sostegno del progetto ELFO, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca (CER). «I due modi principali in cui una batteria danneggia i tessuti umani quando si trova all'interno del corpo sono l'elettrolisi dell'acqua e la tossicità dei suoi materiali», spiega il primo autore dello studio, il ricercatore post-dottorato dell'IIT Ivan K. Ilic, in una notizia pubblicata sul sito web «Ars Technica». «L'elettrolisi dell'acqua è un fenomeno in cui l'elettricità con una tensione superiore a 1,2 V (praticamente tutte le batterie commerciali) rompe l'acqua in ossigeno e idrogeno (un gas esplosivo), ed è molto pericoloso se si verifica nello stomaco. La nostra batteria ha una tensione molto inferiore, circa 0,65 V, quindi l'elettrolisi dell'acqua non può avvenire. D'altra parte, abbiamo usato solo materiali alimentari, quindi non c'è niente di tossico!» Per realizzare la batteria commestibile, il team dell'IIT si è ispirato alle reazioni biochimiche di ossidoriduzione che avvengono in tutti gli esseri viventi. Gli ingredienti utilizzati per far funzionare la batteria erano comuni prodotti di drogheria: la riboflavina (vitamina B2, presente nelle mandorle) fungeva da anodo della batteria, mentre la quercetina (integratore alimentare presente nei capperi) costituiva il catodo. L'alga nori, quella che si usa per il sushi, fungeva da separatore, di cui ogni batteria ha bisogno per evitare cortocircuiti. Una soluzione a base d'acqua (NaHSO4 acquoso, che si trova nei detergenti per WC e per lavastoviglie) fungeva da elettrolita, mentre il carbone attivo, un farmaco da banco comunemente usato per trattare gli avvelenamenti, è stato utilizzato per aumentare la conduttività elettrica della batteria. Infine gli elettrodi sono stati ricoperti di cera d'api e collegati a una lamina d'oro (quella usata dai pasticceri) che ricopriva una struttura di supporto fatta di etilcellulosa.
Una batteria scalabile
Il dottor Ilic spiega il flusso di energia nella batteria: «Durante la carica gli elettroni migrano dalla quercetina alla riboflavina. Quando utilizziamo la batteria, si verifica il contrario. Pertanto, possiamo alimentare i dispositivi. Effettivamente, la nostra innovazione è scalabile e se si vuole raddoppiare l'energia della batteria, basta raddoppiare la superficie degli elettrodi!» La batteria funziona a 0,65 V e, come riportato in un articolo di IIT, sostiene una corrente di 48 microampere per 12 minuti, o meno microampere per oltre un'ora. È sufficiente per alimentare piccoli dispositivi elettronici, come i diodi luminosi a bassa potenza, per un breve periodo di tempo. Il dottor Ilic ha fatto notare nell'articolo di «Ars Technica»: «Queste batterie non fanno concorrenza alle normali batterie - non alimenteranno le auto elettriche - ma sono destinate ad alimentare l'elettronica commestibile e forse altre applicazioni di nicchia, quindi il loro principale vantaggio è la non tossicità». Il coordinatore del progetto ELFO, il dottor Mario Caironi, è stato anche beneficiario di una precedente sovvenzione del CER per un progetto quinquennale chiamato HEROIC. Il progetto ELFO (Electronic Food: enabling edible electronic systems for biomedical and food monitoring applications) termina nell'agosto 2025. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto ELFO
Parole chiave
ELFO, batteria, ricaricabile, elettrodo, elettronica commestibile
