Batterie da caricare con il Sudore mentre facciamo Sport

Un gruppo di ricercatori dell’Università delle scienze di Tokyo ha creato batterie a biocarburanti in grado di alimentare diversi dispositivi mobili utilizzando solo il sudore umano. Possono essere particolarmente utili nel caso di dispositivi portatili che vengono utilizzati per misurare vari parametri legati alla salute e che vengono utilizzati a contatto con la pelle, soprattutto durante l’attività fisica.

Secondo un comunicato stampa, l’innovazione utilizza una matrice cellulare di biocarburanti che sfrutta una sostanza chimica presente nel sudore umano, il lattato, generando così energia sufficiente per azionare un biosensore. In questo modo è possibile alimentare i dispositivi di comunicazione wireless per un breve periodo di tempo.

Le batterie producono energia elettrica dal lattato che il sudore dell’utilizzatore di ogni dispositivo possiede, aprendo le porte al controllo elettronico e digitale della salute alimentato solo dai fluidi corporei. Oltre alla sua praticità ed economia, questo strumento ti permetterà di monitorare le prestazioni del corpo mentre pratichi sport o svolgi attività fisiche in modo molto più sostenibile.

Alimentazione dei biosensori

Vale la pena notare che, sebbene i dispositivi elettronici portatili e i biosensori siano ottimi strumenti per il monitoraggio della salute, è stato davvero molto complesso fino ad oggi trovare fonti di energia convenienti e sostenibili per garantirne il funzionamento. La breve durata della carica delle batterie tradizionali, il relativo impatto ambientale e le problematiche di utilizzo in mobilità sono alcuni degli inconvenienti da superare.

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I biosensori portatili sono piccoli dispositivi che nella maggior parte dei casi sono progettati per essere utilizzati direttamente sulla pelle. In questo modo sono in grado di misurare segnali biologici specifici, come il battito cardiaco o la pressione sanguigna, inviando queste misurazioni in modalità wireless a smartphone o computer. Grazie a questi dati è possibile monitorare lo stato di salute dell’utente in tempo reale.

Energia del sudore

Secondo le conclusioni di uno studio pubblicato sul Journal of Power Sources, ricercatori giapponesi hanno sviluppato e testato la loro nuova matrice cellulare di biocarburanti con ottimi risultati. L’innovazione è simile a una benda di carta, che può essere facilmente indossata sul braccio o sull’avambraccio. Secondo gli specialisti, è essenzialmente costituito da un substrato di carta idrorepellente, sul quale sono posizionate più celle di biocarburante.

Come viene prodotta l’energia? In ogni cella, le reazioni elettrochimiche tra il lattato catturato dal sudore dell’utente e un enzima presente negli elettrodi posti nel dispositivo generano una corrente elettrica, che fluisce verso un collettore generale realizzato in pasta di carbonio conduttiva. Attraverso questo meccanismo l’energia raggiunge finalmente il biosensore mobile e ne consente l’utilizzo.

Le applicazioni di questa nuova tecnologia sembrano non avere limiti. Secondo gli scienziati, la batteria a biocarburante è stata in grado di alimentare un misuratore di attività fisica disponibile in commercio per un’ora e mezza, utilizzando solo una goccia di sudore.

Il leader del gruppo di ricerca, il professor Isao Shitanda:

“I nostri esperimenti confermano che le celle a biocarburante a base di carta potrebbero generare una tensione di 3,66 V e una potenza di uscita di 4,3 mW. A nostra conoscenza, questa potenza è significativamente maggiore di quella prodotta da altre cellule di biocarburante lattato precedentemente sviluppate”.

In futuro, queste batterie potrebbero alimentare un’ampia varietà di dispositivi indossabili, come gli orologi intelligenti.

Fonte: “Paper-based lactate biofuel cell array with high power output” [ su Science Direct].