Un team di ricercatori della Binghamton University - la State University of New York ha creato una nuova batteria flessibile ed estensibile. Realizzata interamente in tessuto, questa nuova batteria è alimentata da batteri e quindi è ecologica.

Questa nuova biobatteria potrebbe essere potenzialmente utilizzata nell'elettronica indossabile un giorno.

La ricerca è guidata da Seokheun (Sean) Choi, assistente professore nel dipartimento di Electrical and Engineering e direttore del Laboratorio di bioelettronica e microsistemi.

Il corpo in tessuto della biobatteria permette di essere allungato e attorcigliato senza ostacolare le sue capacità. Durante lo studio, l'abilità di generazione di elettricità della biobatteria è rimasta stabile quando sottoposta a cicli di allungamento e torcimento.

La potenza massima che questa biobatteria ha prodotto è simile a quella di una serie di celle a combustibile microbiche a base di carta precedentemente creato da Choi e il suo team.

Le biobatterie su base tessile sono particolarmente utili e necessarie come tecnologia energetica perché sono costruite per fornire un'alternativa più sostenibile ed eco-compatibile alle batterie tradizionali e alle celle a combustibile enzimatico. L'integrazione di tale dispositivo in dispositivi elettronici indossabili ha anche senso poiché il sudore proveniente dal corpo umano può potenzialmente servire da combustibile in grado di supportare la vitalità batterica, aggiungendo al suo potenziale operativo a lungo termine.

"L'elettronica indossabile basata su tessuti è recentemente emersa come una tecnologia che promette il monitoraggio della salute di prossima generazione e onnipresente", ha affermato Choi.

Ci sono sfide per la tecnologia però, Choi ha spiegato.

"[T] qui è stata una sfida significativa nella creazione di un vero sistema di rilevamento indossabile autosufficiente e autonomo che non si basa su una fonte di alimentazione esterna", ha detto. "I dispositivi indossabili tradizionali alimentati a batteria non possono realizzare funzionalità avanzate a lungo termine a causa del limitato budget energetico disponibile con le batterie esistenti. Inoltre, le batterie sono troppo voluminose, rigide e pesanti per essere integrate in dispositivi sottili, leggeri e flessibili basati su tessuto. Anche gli ultimi progressi nei dispositivi di accumulo di energia flessibile come il supercondensatore e le batterie agli ioni di litio non sono stati considerati come una potenziale piattaforma per l'autosufficienza, l'uso pratico a causa della loro bassa capacità energetica e dei frequenti requisiti di ricarica. "

I problemi di salute dovuti alla citotossicità microbica hanno anche ostacolato lo sviluppo della tecnologia, rendendo le celle a combustibile microbico (MFC) "probabilmente le più sottosviluppate per applicazioni elettroniche indossabili", ha affermato Choi.

Nonostante queste sfide, Choi ritiene che la tecnologia abbia il massimo potenziale per l'elettronica indossabile.

"Nella letteratura, il lavoro segnalato sugli MFC indossabili era o non disponibile o piuttosto limitato. Tuttavia, se consideriamo che gli umani posseggono più cellule batteriche 3.8 × 1013 rispetto alle cellule umane 3.0 × 1013 presenti nei loro corpi, l'uso diretto di cellule batteriche come risorsa di potenza in modo interdipendente con il corpo umano è concepibile per l'elettronica indossabile. Gli MFC possono essere la fonte di energia più adatta per l'elettronica indossabile perché l'intera cellula microbica come biocatalizzatore fornisce reazioni enzimatiche stabili e una lunga durata. "

La chiave del successo risiede nell'uso del sudore come potenziale fonte di carburante per gli MFC.

"Il sudore generato dal corpo umano può essere un potenziale carburante per supportare la vitalità batterica, fornendo il funzionamento a lungo termine degli MFC", ha affermato Choi. "Questo dispositivo di alimentazione elastico e flessibile, stampato direttamente su un singolo substrato tessile, può stabilire una piattaforma standardizzata per le biobatterie basate su tessuti e sarà potenzialmente integrato nell'elettronica indossabile in futuro."

Lo studio è pubblicato in Advanced Energy Materials.