可食用電子新突破：科學(xué)家打造出首款能吃的充電電池

IT之家 4 月 17 日消息，意大利技術(shù)研究院（IIT-Italian Institute of Technology）的一支研究團隊，成功地打造了一個(gè)完全可食用的可充電電池，這個(gè)電池是由我們日常飲食中常見(jiàn)的材料制成的。這項創(chuàng )新技術(shù)有望在健康診斷、食品質(zhì)量監測和可食用軟機器人等領(lǐng)域發(fā)揮作用。這項研究成果已經(jīng)發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。

據IT之家了解，可食用電子是一個(gè)近年來(lái)興起的新領(lǐng)域，它可以對胃腸道疾病的診斷和治療，以及食品質(zhì)量監測產(chǎn)生重大影響。在未來(lái)的可食用電子系統中，最有趣也最具挑戰性的問(wèn)題之一，就是如何實(shí)現可食用的電源。

意大利技術(shù)研究院的研究小組從生物體中的生化氧化還原反應中得到靈感，開(kāi)發(fā)出了一種利用核黃素（維生素 B2，比如杏仁中就含有）作為陽(yáng)極，槲皮素（一種食品添加劑和成分，比如山柑中就含有）作為陰極的電池。為了增加電導率，他們使用了食用活性炭（一種常見(jiàn)的非處方藥），而電解質(zhì)是水基的。為避免短路，每個(gè)電池都都隔膜，他們使用了紫菜做隔膜，就是壽司里面的那種。然后，他們將電極包裹在蜂蠟中，并從纖維素衍生的支架上引出兩個(gè)食品級金觸點(diǎn)（就是西點(diǎn)師傅用的金箔）。

這個(gè)電池單元的工作電壓是 0.65 伏，這個(gè)電壓足夠低，不會(huì )在人體內攝入時(shí)產(chǎn)生問(wèn)題。它可以提供 48 μA 的電流 12 分鐘，或幾微安的電流一個(gè)多小時(shí)，足以為一些小型電子設備，比如為低功耗 LED 燈提供一段時(shí)間的電力。這個(gè)完全可食用可充電電池是全球首個(gè)，將為新的可食用電子應用打開(kāi)大門(mén)。

“未來(lái)可能的應用范圍從可監測健康狀況的可食用電路和傳感器，到可監測食品儲存條件的傳感器。而且，考慮到這些電池的安全性，它們還可以用于兒童玩具中，因為兒童玩具有很高的誤吞風(fēng)險。實(shí)際上，我們已經(jīng)在開(kāi)發(fā)具有更大容量和更小尺寸的設備。這些發(fā)展將在未來(lái)也用于為可食用軟機器人提供動(dòng)力?！毖芯繀f(xié)調人 Mario Caironi 說(shuō)。

“這種可食用電池對儲能界來(lái)說(shuō)也非常有價(jià)值。在不使用有毒材料的情況下制造更安全的電池，是我們在電池需求激增時(shí)面臨的一個(gè)挑戰。雖然我們的可食用電池不會(huì )為電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力，但它們證明了可以用比目前鋰離子電池更安全的材料來(lái)制造電池。我們相信它們將激勵其他科學(xué)家為一個(gè)真正可持續的未來(lái)建造更安全的電池，”該研究的共同作者 Ivan Ilic 補充說(shuō)。