Doposud jsou nejběžnějším zdrojem energie pro mobilní přístroje lithium-iontové baterie. Vědci však již nějakou dobu hledají ekologičtější a levnější alternativy - zejména pro malá zařízení. Prvními příklady jsou biologicky rozložitelné papírové baterie nebo kompostovatelné superkondenzátory. Vědci již také zkonstruovali samorozpustné chytré hodinky.
Baterie z jedlých surovin
Baterie vyvinutá vědeckým týmem z Technické univerzity v Miláně jde ve svém návrhu ještě o krok dál. Skládá se totiž pouze z jedlých složek. „Všechny materiály použité pro naši baterii jsou běžné potraviny nebo potravinové přísady, které my lidé můžeme bez problémů konzumovat ve větším množství než 100 miligramů denně," říkají vědci.
Taková jedlá baterie by byla užitečná například pro napájení lékařských senzorů a kamer, které se již používají pro vyšetření trávicího traktu. Dosud tato miniaturní elektronická zařízení obsahovala nestravitelné komponenty a potenciálně toxické součásti baterií, a proto je bylo nutné opět vylučovat a jejich použití pečlivě lékařsky sledovat. Jedlá elektronika včetně jedlé baterie by však taková vyšetření výrazně usnadnila.
Struktura baterie
Konkrétně je jedlá baterie konstruována takto: její anodu tvoří přírodní vitamin riboflavin. „Riboflavin je přírodní látka a je obsažena jako vitamin B2 v mnoha potravinových doplňcích,“ vysvětlují vědci z výzkumného týmu. Jako katodu baterie zvolili kvercetin, polyfenol obsažený v mnoha rostlinách. Tato sekundární rostlinná složka obsahuje chemické skupiny katecholů, které rovněž vykazují aktivní redoxní potenciál v kyselém prostředí, tj. schopnost vázat nebo uvolňovat elektrony. Oba elektrodové materiály jsou pro zvýšení vodivosti smíchány s aktivním uhlím.
Jako elektrolyt baterie slouží vodný roztok hydrogensíranu sodného (NaHSO4). Tato jedlá sůl je po rozpuštění mírně kyselá a může pak přenášet náboje ve formě protonů, jak vysvětlují vědci. Separátor baterie tvoří listy řas nori, které se používají například také v suši. Jako nosná kostra byla použita celulóza, jako obal včelí vosk a na elektronické kontakty tým použil jedlé plátky zlata.
„Hotová baterie je zcela stravitelná a všechny složky v článku zůstávají hluboko pod doporučenou maximální denní dávkou," zdůrazňují vědci.
Všestranný zdroj elektrického proudu
První testy této jedlé baterie ukázaly, že článek o velikosti cca jednoho centimetru čtverečního může dodávat přibližně 48 mikroampérů při napětí 0,65 V po dobu zhruba dvanácti minut. Dvě baterie zapojené do série generují dostatečný proud například pro rozsvícení LED diody. „Naše jedlé baterie nemohou pohánět elektromobily, ale jsou důkazem, že baterie lze vyrábět z bezpečnějších materiálů než současné lithium-iontové baterie,“ tvrdí vědci.
Podle nich otevírají jedlé baterie nové možnosti pro biokompatibilní elektroniku. „Náš ověřený koncept by mohl zjednodušit lékařskou diagnostiku a terapii a udělat je bezpečnější, ale také umožnit dosud neprozkoumané metody monitorování potravin,“ tvrdí. Jedlé baterie by se dokonce mohly používat v dětských hračkách, protože na rozdíl od běžných baterií nepředstavují při požití žádné zdravotní riziko.
Na optimalizaci se již pracuje
Aby se však jedlá baterie mohla používat v lékařských senzorech a kamerách, které se dají pozřít, je třeba ještě optimalizovat její velikost a obal, jak přiznávají vědci: „V budoucnu bude třeba vyvinout ještě tenčí a pružnější obaly,“ píší. Na takových menších a pružnějších bateriích se však již pracuje.
Zdroj: scinexx.de
5 foto
