Cette batterie est rechargeable et comestible

L'électronique comestible est au cœur de l'attention des scientifiques qui cherchent à améliorer la réalisation de certains diagnostics santé, et le déploiement d'équipements médicaux facilement ingérables — et sans danger. Un nouveau pas vient d'être franchi dans ce domaine avec la création d'une batterie rechargeable entièrement comestible, pouvant se dissoudre dans le corps humain en toute sécurité.

Une équipe de chercheurs de l'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), avec le soutien du Conseil européen de la recherche, est parvenue à mettre au point une batterie rechargeable conçue à partir d'ingrédients et autres substances entièrement comestibles, et même pour la plupart piochés dans notre garde-manger. Publiés dans la revue Advanced Materials, leurs travaux pourraient permettre à terme de concevoir, entre autres, des dispositifs médicaux électroniques destinés à améliorer la surveillance des conditions de santé. Pour ce faire, les scientifiques se sont essentiellement penchés sur l'analyse des propriétés électroniques de certains aliments, l'objectif étant de les combiner à d'autres matériaux comestibles.

Tous les composants sont comestibles

Dans un communiqué, les chercheurs expliquent plus spécifiquement avoir développé une batterie constituée de riboflavine, autrement dit de vitamine B2 ; pour l'anode, de quercétine ; un flavonoïde présent en grande quantité dans les câpres ; pour la cathode, de charbon actif pour accroître la conductivité électrique, et d'eau pour l'électrolyte. Le tout a été associé à des algues nori, en guise de séparateur pour réduire le risque de court-circuit, de la cire d'abeille pour encapsuler les électrodes, et des feuilles d'or pour les contacts. On l'aura compris, tous les composants de cette batterie nouvelle génération sont comestibles, et sans danger pour la santé humaine en cas d'ingestion.

Tous les composants de cette batterie sont comestibles. © Istituto Italiano di Tecnologia

Pour l'instant à l'état de prototype, la batterie fonctionne à 0,65 volt, une tension considérée comme assez faible pour ne pas représenter un danger pour le corps, et est capable d'offrir un courant de 48 microampères pendant 12 minutes, ou moins si elle doit être utilisée plus longtemps. Un courant qui permet notamment d'alimenter de petits équipements électroniques, dont des dispositifs médicaux destinés à surveiller la santé des patients sans passer par une chirurgie invasive.

Un dispositif inoffensif dans les jouets pour enfants

« 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 », explique Mario Caironi, chercheur à l'Istituto Italiano di Tecnologia, qui a coordonné ces travaux, dans un communiqué. Et d'ajouter que ce dispositif comestible pourrait aussi servir pour des usages de la vie courante. « En outre, étant donné le niveau de sécurité de ces piles, elles pourraient être utilisées dans les jouets pour enfants, où le risque d'ingestion est élevé. Nous sommes déjà en train de mettre au point des dispositifs ayant une plus grande capacité avec une réduction de la taille globale. Ces développements seront testés à l'avenir également pour alimenter des robots mous comestibles ».

Cellule de batterie entièrement comestible. a) Une batterie entièrement comestible a été assemblée en utilisant de la cire d'abeille comme emballage, de l'éthylcellulose laminée d'or (EC/Au) comme collecteur de courant, un composite RF/AC ou Q/AC comme matériau d'électrode, la solution aqueuse de NaHSO₄ comme électrolyte et du nori algues comme séparateur. b) Capacités de charge-décharge galvanostatique pour 100 cycles à un courant de 240 µA. c) Courbes de charge-décharge correspondantes. d) Capacités de charge-décharge galvanostatique pour 18 cycles à un courant de 48 µA. e) Courbes de charge-décharge correspondantes. f) Liste des ingrédients trouvés dans une cellule de batterie entièrement comestible. g) Une LED alimentée par deux cellules comestibles connectées en série. © Istituto Italiano di Tecnologia

Les chercheurs entendent désormais poursuivre leurs recherches pour élargir le champ d'action de cette batterie comestible du futur. « [Elle] 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 ».

En 2013, une équipe de scientifiques de l'université Carnegie Mellon avait déjà fait un premier pas dans le développement de capteurs comestibles, avec une batterie composée de mélanine naturelle extraite de l'encre de seiche, pour l'anode, et de l'oxyde de manganèse pour la cathode. Un dispositif moins puissant, et moins abouti, que celui présenté par l'IIT mais qui a permis d'ouvrir la voie à cette nouvelle génération de capteurs de suivi de santé. Dans un autre genre, des scientifiques américains ont mis au point une batterie biodégradable à base de résidus de carapaces de crustacés. Un ingrédient insolite qui serait en mesure de remplacer le lithium contenu dans les batteries des appareils électroniques, comme les smartphones et les ordinateurs.