新研发的这种电池不仅可充电,而且可食用
食用电子产品是一个不断发展的领域,可能对胃肠道疾病的诊断和治疗以及食品质量监测产生巨大影响。未来可食用电子系统发展中最有趣的挑战之一是实现可食用电源。
意大利技术研究院的一组研究人员发明了一种完全可食用的可充电电池,使用的材料通常是我们日常饮食的一部分。
研究人员从所有生物体内发生的生化氧化还原反应中获得灵感,开发了一种以核黄素(维生素B2)为阳极,以槲皮素(一种食品补充剂和成分)为阴极的电池。活性炭被用来增加电导率,而电解质是水基的。此外,在寿司中发现的海苔被用来制作每个电池中避免短路所需的隔膜。然后,电极被封装在蜂蜡中,其中两个食品级金触点在纤维素衍生的支架上。
摄入后,这种概念验证电池的工作电压为0.65 V,这是一个足够低的电压,不会对人体造成问题。它可以在12分钟内提供48 μA的电流,或在1小时内提供几微安的电流,足以在有限的时间内为小功率LED等小型电子设备供电。
这种完全可食用的充电电池概念将为新的可食用电子应用打开大门,使医疗诊断、治疗和未经探索的食品质量监测成为可能。
研究协调员Mario Caironi指出:“未来的潜在用途包括可以监测健康状况的食用电路和传感器,以及用于监测食物储存条件的传感器供电。此外,考虑到这些电池的安全水平,它们可以用于儿童玩具,而儿童玩具有很高的误食风险。实际上,我们已经在开发容量更大、整体尺寸更小的设备。这些研发成果将在未来进行测试,为可食用的软体机器人提供动力。”
该研究的合著者伊万·伊利克补充道:“这种可食用电池对能源存储社区来说也非常有趣。随着电池需求的飙升,在不使用有毒材料的情况下制造更安全的电池是我们面临的挑战。虽然我们的可食用电池不能为电动汽车提供动力,但它们证明了电池可以用比现有锂离子电池更安全的材料制成。我们相信,它们将激励其他科学家为真正可持续的未来制造更安全的电池。”
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《电池材料——合成、表征与应用》,化学工业出版社,2022年出版。
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