Une batterie rechargeable fabriquée à partir d’aliments

Il s’agit de la première batterie comestible rechargeable jamais fabriquée ; décrite à l’aide de matériaux avancés, elle peut être utilisée pour les diagnostics de santé, le contrôle de la qualité des aliments et la robotique molle comestible. Elle a été réalisée par l’Istituto Italiano di Tecnologia.

Une équipe de chercheurs de l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT – Institut italien de technologie) a créé une batterie totalement comestible et rechargeable à partir de matériaux qui font normalement partie de notre alimentation quotidienne. La cellule de batterie de démonstration a été décrite dans un article récemment publié dans la revue Advanced Materials. Les applications possibles sont le diagnostic de santé, le contrôle de la qualité des aliments et la robotique molle comestible.

L’étude a été réalisée par le groupe de Mario Caironi, coordinateur du laboratoire d’électronique imprimée et moléculaire du centre IIT de Milan (Italie). M. Caironi s’est concentré sur l’étude des propriétés électroniques des aliments et de leurs sous-produits, afin de les associer à des matériaux comestibles et de créer de nouveaux matériaux électroniques comestibles. En 2019, M. Caironi a obtenu une subvention de consolidation de l’ERC de 2 millions d’euros pour le projet ELFO, qui explore le domaine de l’électronique comestible.

L’électronique comestible est un domaine en plein essor qui pourrait avoir un impact considérable sur le diagnostic et le traitement des maladies du tractus gastro-intestinal, ainsi que sur la surveillance de la qualité des aliments. L’un des défis les plus intéressants dans le développement des futurs systèmes électroniques comestibles est la réalisation de sources d’énergie comestibles.

Le groupe de recherche de l’IIT s’est inspiré des réactions biochimiques d’oxydoréduction qui se produisent dans tous les êtres vivants et a mis au point une batterie qui utilise la riboflavine (vitamine B2, que l’on trouve par exemple dans les amandes) comme anode et la quercétine (un complément alimentaire et un ingrédient, présent entre autres dans les câpres) comme cathode. Le charbon actif (un médicament en vente libre très répandu) a été utilisé pour augmenter la conductivité électrique, tandis que l’électrolyte était à base d’eau.

Le séparateur, nécessaire dans chaque batterie pour éviter les courts-circuits, a été fabriqué à partir d’algues nori, celles que l’on trouve dans les sushis. Ensuite, les électrodes ont été encapsulées dans de la cire d’abeille d’où sortent deux contacts en or de qualité alimentaire (la feuille utilisée par les pâtissiers) sur un support dérivé de la cellulose.

La cellule de la batterie fonctionne à 0,65 V, une tension suffisamment faible pour ne pas créer de problèmes dans le corps humain en cas d’ingestion. Elle peut fournir un courant de 48 μA pendant 12 minutes, ou quelques microampères pendant plus d’une heure, ce qui est suffisant pour alimenter de petits appareils électroniques, tels que des LED de faible puissance, pendant une durée limitée.

Cet exemple de batterie rechargeable entièrement comestible, le premier jamais réalisé, ouvrirait les portes à de nouvelles applications électroniques comestibles.

« Les utilisations potentielles futures vont des circuits et capteurs comestibles qui peuvent surveiller les conditions de santé à l’alimentation de capteurs pour surveiller les conditions de stockage des aliments. De plus, étant donné le niveau de sécurité de ces batteries, elles pourraient être utilisées dans les jouets pour enfants, où le risque d’ingestion est élevé. En fait, nous sommes déjà en train de mettre au point des dispositifs ayant une plus grande capacité et réduisant la taille globale. Ces développements seront testés à l’avenir également pour alimenter des robots mous comestibles« , a souligné le coordinateur de la recherche, Mario Caironi.

« Cette batterie comestible est également très intéressante pour la communauté du stockage de l’énergie. Construire des batteries plus sûres, sans utiliser de matériaux toxiques, est un défi auquel nous sommes confrontés alors que la demande de batteries monte en flèche. Même si nos batteries comestibles n’alimenteront pas les voitures électriques, elles prouvent qu’il est possible de fabriquer des batteries à partir de matériaux plus sûrs que les batteries Li-ion actuelles. Nous pensons qu’elles inciteront d’autres scientifiques à construire des batteries plus sûres pour un avenir véritablement durable« , a ajouté Ivan Ilic, coauteur de l’étude.

Légende : Une équipe de chercheurs de l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT – Institut italien de technologie) a créé une batterie totalement comestible et rechargeable à partir de matériaux qui font normalement partie de notre alimentation quotidienne. La cellule de batterie de démonstration a été décrite dans un article publié dans la revue Advanced Materials. Les applications possibles sont le diagnostic de santé, le contrôle de la qualité des aliments et la robotique souple comestible.

Crédit image / IIT-Istituto Italiano di Tecnologia