EU 연구원들은 일반적으로 식료품점에서 구할 수 있는 재료를 사용하여 삼켜도 건강에 위험을 주지 않는 무독성 충전식 배터리를 개발
- IIT(Instituto Italiano di Tecnologia) 연구원들이 개발한 먹을 수 있는 충전식 배터리는 건강 진단, 식품 품질 모니터링 및 식용 소프트 로봇공학에 응용할 수 있는 길을 열어줌
- 타임즈가 선정한 2023년 최고의 발명품 200선에 포함된 배터리 셀 개념 증명은 ‘Advanced Materials’ 저널에 게재된 논문에 기술되어 있으며, 유럽연구위원회(ERC)의 연구비를 지원받은 ELFO 프로젝트의 기여를 통해 수행된 연구 결과
동 배터리는 0.65V로 전압이 매우 낮아 물 전기분해가 일어날 수 없으며, 식용가능한 식재료만 사용하여 독성이 전혀 없음
- 배터리가 체내에 있을 때 인체 조직을 손상시키는 두 가지 주요 원인은 물 전기분해와 배터리 물질의 독성임
- 물 전기분해는 1.2V 이상의 전압(거의 모든 상용 배터리가 해당)의 전기로 물을 산소와 수소(폭발성 가스)로 분해하는 현상으로, 위장에서 발생하면 매우 위험
식용 배터리를 만들기 위해 IIT 연구팀은 모든 생명체에서 일어나는 생화학적인 산화환원 반응에서 영감을 얻음
- 배터리 작동에 사용되는 재료는 일반 식료품점에서 구할 수 있는 품목으로, 리보플라빈(아몬드에서 발견되는 비타민 B2)은 배터리 양극 역할을 하고 케르세틴(케이퍼에서 발견되는 식품 보충제)은 음극을 구성
- 김(스시 롤을 포장하는 데 사용되는 해초)은 모든 배터리가 단락을 방지하는 데 필요한 분리기 역할을 함
- 수성 용액(변기 및 식기 세척제에 들어있는 NaHSO4 수용액)이 전해질 역할을 하고, 중독 치료에 일반적으로 사용되는 일반의약품인 활성탄이 배터리의 전기 전도성을 높임
- 마지막으로 전극을 밀랍으로 덮고 에틸 셀룰로오스로 만든지지 구조를 적층한 금박(제빵사가 사용하는 종류)에 연결함
연구 제1저자인 IIT 박사후연구원 Ivan K.Ilic 박사는 배터리의 에너지 흐름에 대해 다음과 같이 설명
- “충전하는 동안 전자는 케르세틴에서 리보플라빈으로 이동하며, 배터리를 사용할 경우에는 반대 현상이 발생한다. 이를 통해 우리는 장치에 전력을 공급할 수 있다. 실제로 이런 기술혁신은 확장가능하며, 전극 표면을 두 배로 늘려 배터리 에너지를 두 배로 늘릴 수도 있다”
배터리는 0.65V에서 작동하며 12분 동안 48 마이크로암페어 또는 1시간 이상 동안 더 적은 마이크로암페어의 전류를 유지할 수 있음
- 이는 저전력 발광다이오드(LED) 등 소형 전자기기에 짦은 시간동안 전력을 공급하기에는 충분한 수준
- “이 배터리는 일반 배터리와 경쟁할 수는 없으나, 가장 중요한 장점은 독성이 없다는 것으로 식용 전자 제품 및 기타 틈새 애플리케이션에 전원을 공급하는 데 사용하기 위한 것이다.”(Ilic)
※ `25년 8월에 종료될 예정인 ELFO 프로젝트의 코디네이터 Mario Caironi 박사는 HEROIC이라는 5개년 프로젝트에 대한 ERC Starting 그랜트도 수여 받음
전자식품 – 생물의학 및 식품 모니터링 애플리케이션을 위한 식용 전자 시스템 구현
- 펀딩 : ERC
- 기간 : 09.01.~2025.08.31.
- 예산 : 약 198만 유로 (EU 지원 100%)
- 총괄 : Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia (이탈리아)
