Ihmisen keho toimii paristona uudella wearable-laitteella

Uuden wearable-laitteen avulla ihmisen keho voi toimia paristona hyödyntämällä kehon lämpöenergiaa. Coloradon yliopiston tutkijoiden kehittämä edullinen ja venyvä laite voidaan käyttää sormuksena tai rannekoruna. Laitteessa käytetään termosähköisiä generaattoreita, jotka muuttavat kehon sisäisen lämpötilan sähköksi.

Tutkimus julkaistiin Science Advances -julkaisussa.

Jianliang Xiao on tutkimuksen vastaava tekijä ja apulaisprofessori Paul M. Rady Department of Mechanical Engineering -yksikössä CU Boulderissa.

“Tulevaisuudessa haluamme pystyä käyttämään wearable-elektroniikkaa ilman paristoa”, Xiao sanoi.

Tutkimuksen kirjoittajiin kuuluvat myös Kiinan Harbin Institute of Technology, Southeast University, Zhejiang University, Tongji University ja Huazhong University of Science and Technology -yliopistojen tutkijat.

Wearable-laitteet tuottavat noin 1 voltin energian neliösenttimetriä kohden, mikä on vähemmän jännitettä kuin useimmissa olemassa olevissa paristoissa. Vaikka niiden tuottama jännite on vähäistä, ne pystyvät kuitenkin tuottamaan tarpeeksi energiaa esimerkiksi rannekelloille. Koska laite on täysin kierrätettävissä ja venyvä, se voi myös itse korjata itsensä vahingoissa.

“Kun käytät paristoa, se lopulta tyhjenee ja sen täytyy olla korvattavissa”, Xiao sanoi. “Meidän termosähköisen laitteen hyvä puoli on, että voit käyttää sitä ja se tarjoaa sinulle jatkuvasti energiaa.”

https://www.youtube.com/watch?v=hexScHvEFwQ&feature=emb_logo

Laitteisto

Wearable-laitteen pohja on valmistettu polyimiinistä, josta johtuu sen venyvyyttä. Laitteessa on ohuita termosähköisiä mikrochippejä, jotka on liitetty toisiinsa nestemäisillä metallijohtimilla.

“Meidän suunnittelumme tekee koko järjestelmästä venyvän ilman, että se aiheuttaa paljon jännitystä termosähköiselle materiaalille, joka voi olla hyvin haurasta”, Xiao sanoi.

“Termosähköiset generaattorit ovat läheisessä kosketuksessa ihmiskehon kanssa, ja ne voivat käyttää lämpöä, joka muuten menisi ympäristöön”, hän jatkoi.

Lisäämällä generaattorin osia voidaan lisätä tehoa.

“Voit yhdistää nämä pienet yksiköt suuremmaksi yksiköksi”, hän sanoi. “Se on kuin rakentaisit Lego-palikoista suuren rakennelman. Se antaa sinulle paljon mahdollisuuksia mukauttamiseen.”

Tutkijoiden laskelmien mukaan nopea kävely rannekorua muistuttavalla laitteella voisi tuottaa noin 5 voltin sähköä. Tutkijoiden laite on myös erittäin kestävä, ja kaksi katkaistua päätä voidaan pinkestää takaisin yhteen muutamassa minuutissa. Laitteen käytön jälkeen se voidaan laittaa erityiseen liuokseen, joka erottaa sähköiset komponentit polyimiinipohjasta, mikä tekee koko laitteen uudelleenkäytettäväksi.

“Yritämme tehdä laitteistamme mahdollisimman halpoja ja luotettavia, samalla pyrkien mahdollisimman vähäiseen ympäristövaikutukseen”, Xiao sanoi.

Xiao uskoo, että laite voi tulla markkinoille viiden-kymmenen vuoden sisällä.