Un equipo de investigadores del Istituto Italiano di Tecnologia (IIT-Instituto Italiano de Tecnología) ha creado una batería totalmente comestible y recargable, utilizando materiales que normalmente se consumen como parte de nuestra dieta diaria. La celda de batería de prueba de concepto se describió en un artículo publicado en la revista Advanced Materials. Las posibles aplicaciones son el diagnóstico de salud, el control de la calidad de los alimentos y la robótica de alimentos ligeros. Crédito: IIT-Instituto Italiano de Tecnología
La primera batería comestible recargable del mundo se creó en el Istituto Italiano di Tecnologia. Esta tecnología innovadora se puede utilizar para diagnósticos de salud, monitorear la calidad de los alimentos e incluso crear robótica comestible liviana.
Investigadores del Instituto Italiano de Tecnología han hecho un gran avance al desarrollar la primera batería totalmente comestible y recargable. La celda de la batería, construida con materiales que se consumen comúnmente en nuestra dieta diaria, se documentó en un artículo publicado recientemente en la revista Advanced Materials. Esta tecnología innovadora tiene el potencial de usarse en diagnósticos de salud, monitorear la calidad de los alimentos e incluso crear robótica comestible liviana.
La investigación fue realizada por el equipo dirigido por Mario Caironi, coordinador del Laboratorio de Electrónica Impresa y Molecular del Centro IIT en Milán, Italia. Caironi se ha dedicado a investigar las propiedades electrónicas de los alimentos y sus derivados, con el objetivo de combinarlos con materiales comestibles para crear nuevos materiales electrónicos comestibles de última generación. En reconocimiento a su trabajo, Caironi recibió una subvención de consolidación ERC de 2 millones de euros para el Proyecto ELFO en 2019, que se centra en el avance del campo de la electrónica comestible.
La electrónica comestible es un campo de crecimiento reciente que puede tener un gran impacto en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades del tracto gastrointestinal, así como en el control de la calidad de los alimentos. Uno de los retos más interesantes en el desarrollo de futuros sistemas electrónicos comestibles es la realización de fuentes de energía comestibles.
El grupo de investigación del IIT se inspiró en las reacciones redox bioquímicas que ocurren en todos los seres vivos y desarrolló una batería que utiliza riboflavina (vitamina B2, que se encuentra, por ejemplo, en las almendras) como ánodo y quercetina (complemento e ingrediente alimentario, presente en alcaparras, entre otros) como cátodo. El carbón activado (un fármaco de venta libre ampliamente utilizado) se utilizó para aumentar la conductividad eléctrica, mientras que el electrolito era a base de agua. El separador, necesario en todas las baterías para evitar cortocircuitos, estaba hecho de alga nori, del tipo que se encuentra en el sushi. Luego, los electrodos fueron encapsulados en cera de abeja de la que salen dos contactos de oro comestible (la hoja que usan los pasteleros) sobre un soporte derivado de la celulosa.
La celda de la batería funciona a 0,65 V, un voltaje lo suficientemente bajo como para no causar daño al cuerpo humano cuando se ingiere. Puede suministrar una corriente de 48 μA durante 12 minutos, o unos pocos microamperios durante más de una hora, suficiente para alimentar pequeños dispositivos electrónicos como LED de bajo consumo durante un tiempo limitado.
Este ejemplo de una batería recargable completamente comestible, la primera que se haya fabricado, abriría la puerta a nuevas aplicaciones electrónicas comestibles.
“Los posibles usos futuros van desde circuitos y sensores comestibles que pueden monitorear las condiciones de salud hasta alimentar sensores para monitorear las condiciones de almacenamiento de alimentos. Además, dado el nivel de seguridad de estas pilas, pueden ser utilizadas en juguetes infantiles, donde existe un alto riesgo de ingestión. De hecho, ya estamos desarrollando dispositivos con mayor capacidad y reduciendo el tamaño total. Estos desarrollos también serán probados en el futuro para alimentar robots blandos comestibles”, destacó el coordinador de la investigación, Mario Caironi.
“Esta batería comestible también es muy interesante para la comunidad de almacenamiento de energía. Construir baterías más seguras, sin el uso de materiales tóxicos, es un desafío al que nos enfrentamos a medida que aumenta la demanda de baterías. Si bien nuestras baterías comestibles no alimentan automóviles eléctricos, son una prueba de que las baterías se pueden fabricar con materiales más seguros que las baterías de iones de litio actuales. Creemos que inspirarán a otros científicos a construir baterías más seguras para un futuro verdaderamente sostenible”.
Referencia: «Una batería recargable comestible» de Ivan K. Ilic, Valerio Galli, Leonardo Lamanna, Pietro Cataldi, Lea Pasquale, Valerio F. Annese, Athanassia Athanassiou y Mario Caironi, 15 de marzo de 2023, Materiales avanzados.
DOI: 10.1002/adma.202211400
El estudio fue financiado por el Consejo Europeo de Investigación.
