Der menschliche Körper wird mit einem tragbaren Gerät zu einer Batterie

Ein neu entwickeltes tragbares Gerät ermöglicht es dem menschlichen Körper, als Batterie zu fungieren, indem es Energie aus Körperwärme nutzt. Das kostengünstige, dehnbare Gerät, das von Forschern an der University of Colorado Boulder entwickelt wurde, kann wie ein Ring oder eine Armbanduhr getragen werden. Durch die Verwendung von thermoelektrischen Generatoren wird die innere Körpertemperatur in Elektrizität umgewandelt.

Die Forschung wurde in Science Advances veröffentlicht.

Jianliang Xiao ist der Hauptautor der Forschungsarbeit und Associate Professor im Paul M. Rady Department of Mechanical Engineering an der CU Boulder.

“In der Zukunft möchten wir in der Lage sein, Ihre tragbaren Elektronikgeräte ohne Batterie zu betreiben”, sagte Xiao.

Co-Autoren der Arbeit waren verschiedene Forscher von Chinas Harbin Institute of Technology, Southeast University, Zhejiang University, Tongji University und Huazhong University of Science and Technology.

Die tragbaren Geräte erzeugen etwa 1 Volt Energie pro Quadratzentimeter Hautfläche, was weniger Spannung pro Fläche ist als bei den meisten bestehenden Batterien. Und trotzdem erzeugen sie genug Leistung für elektronische Geräte wie Uhren. Da das vollständig recycelbare Gerät dehnbar ist, kann es sich selbst heilen, wenn es beschädigt wird.

“Wenn Sie eine Batterie verwenden, verbrauchen Sie diese und müssen sie letztendlich ersetzen”, sagte Xiao. “Das Schöne an unserem thermoelektrischen Gerät ist, dass Sie es tragen können und es Ihnen ständig Energie liefert.”

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Das Gerät

Die Basis des tragbaren Geräts besteht aus Polyimin, das für seine Dehnbarkeit verantwortlich ist. Eine Reihe dünner thermoelektrischer Chips sind in die Basis eingefügt, alle mit flüssigen Metallleitungen verbunden.

“Unser Design macht das gesamte System dehnbar, ohne dem thermoelektrischen Material viel Belastung zuzufügen, das sehr spröde sein kann”, sagte Xiao.

“Die thermoelektrischen Generatoren sind in engem Kontakt mit dem menschlichen Körper und können die Wärme nutzen, die normalerweise in die Umgebung abgegeben würde”, fuhr er fort.

Durch das Hinzufügen von weiteren Generatorenblocken kann die Leistung erhöht werden.

“Was ich tun kann, ist, diese kleineren Einheiten zu kombinieren, um eine größere Einheit zu erhalten”, sagte er. “Es ist wie das Zusammenbauen von kleinen Lego-Teilen, um eine große Struktur zu erstellen. Es bietet viele Möglichkeiten für die Anpassung.”

Laut den Berechnungen des Teams könnte ein schneller Spaziergang mit einem Sport-Armband-Typ-Gerät etwa 5 Volt Elektrizität erzeugen. Das Gerät des Teams ist auch extrem widerstandsfähig, mit zwei gebrochenen Enden, die innerhalb von Minuten wieder zusammengefügt werden können. Nach der Verwendung des Geräts kann es in einer speziellen Lösung platziert werden, die die elektronischen Komponenten trennt, während die Polyimin-Basis aufgelöst wird, was alles wieder verwendbar macht.

“Wir versuchen, unsere Geräte so günstig und zuverlässig wie möglich zu machen, während wir gleichzeitig so wenig wie möglich auf die Umwelt einwirken”, sagte Xiao.

Xiao glaubt, dass das Gerät in fünf bis zehn Jahren auf den Markt kommen könnte.