Le glucose est plus qu’un sucre que nous obtenons des aliments que nous consommons : c’est l’énergie qui fait fonctionner chaque cellule de notre corps. Et à l’avenir, il pourrait également alimenter nos implants médicaux.
Des ingénieurs du MIT et de l'Université technique de Munich misent dessus. Ils ont créé un nouveau type de pile à combustible qui convertit le glucose en électricité sans d'abord le transformer en hydrogène. Et souvent seulement 400 nanomètres, environ 1/100 de l'épaisseur d'un cheveu humain, et génère environ 43 microwatts d'électricité par centimètre carré - la densité de puissance la plus élevée à l'heure actuelle.
Le nouvel appareil est également robuste, peut résister à des températures allant jusqu'à 600 degrés Celsius et est étanche. En d'autres termes, il peut également résister au processus de stérilisation à haute température que nécessitent tous les dispositifs implantables lorsqu'ils sont intégrés à un implant médical.
a) Schéma d'une pile à combustible céramique glucose basée sur une membrane autoportante d'une anode poreuse Pt/électrolyte CeO
2 / cathode Pt dense.
b) Photographie optique d'une puce de pile à combustible contenant 30 dispositifs de pile à combustible individuels avec du glucose.
c) Image au microscope optique d'une seule membrane de cérium autoportante.
Comment la "cellule de glucose" est-elle fabriquée ?
Le cœur du nouvel appareil est en céramique, un matériau qui conserve ses propriétés électrochimiques à haute température et à petite échelle. Les chercheurs pensent pouvoir fabriquer des films ultra-fins pouvant être appliqués autour des implants pour alimenter passivement les composants électroniques en utilisant les vastes réserves de glucose de notre corps.
La pile à combustible au glucose est un appareil qui génère de l’énergie à partir des sucres, présents partout dans notre corps. L'idée est de récupérer cette énergie facilement disponible et de l'utiliser pour charger des dispositifs implantés, selon Philippe Simons, qui a développé le projet dans le cadre de sa thèse de doctorat au Département de science et génie des matériaux du MIT.
"Au lieu d'utiliser une batterie, qui peut occuper 90 % du volume d'un système, nous pourrions recouvrir le système d'un film mince et l'alimenter sans prendre de place", explique-t-il. Jennifer L.M. Rupp, superviseur de Simons et professeur à l'Université technique de Munich en Allemagne.
Simons et ses collègues détaillent la conception des cellules de glucose dans le journal Matériaux avancés: Voici le lien.
Parce que c'est très important
Avec ce projet, les chercheurs ont ouvert une nouvelle voie vers des sources d'alimentation miniatures pour des capteurs implantés et éventuellement d'autres fonctions. L'utilisation « stratégique » de la céramique marque un tournant : non toxique, économique, adaptée aux procédés de stérilisation. Vraiment prometteur !
