인간 몸이 배터리가 되는 웨어러블 디바이스

최근 개발된 웨어러블 디바이스는 인간의 체온 에너지를 활용하여 배터리 역할을 할 수 있습니다. 콜로라도 대학교 볼더의 연구자들이 개발한 저렴하고 유연한 디바이스는 반지나 팔찌처럼 착용할 수 있습니다. 열전기 발전기를 사용하여 체온을 전기로 변환합니다.

이 연구는 Science Advances에 발표되었습니다.

연구 논문의 공동 저자이자 콜로라도 대학교 볼더의 기계 공학과 부교수인 Jianliang Xiao는 “미래에는 배터리를 포함하지 않고도 웨어러블 전자 제품을 구동할 수 있도록 하려 합니다”라고 말했습니다.

중국 하르빈 공과 대학, 동남 대학, 절강 대학, 통지 대학, 화중과학기술대학의 연구자들이 공동 저자로 참여했습니다.

웨어러블 디바이스는 약 1볼트의 에너지를 생성하며, 이는 대부분의 배터리보다 낮은 전압입니다. 그러나 이는 시계와 같은 전자 제품을 구동하는 데 충분한 전력입니다. 또한 완전히 재활용 가능한 디바이스는 유연하여 손상 시에도 tự체적으로 회복할 수 있습니다.

“배터리를 사용하면 결국 교체해야 합니다”라고 Xiao는 말했습니다. “우리의 열전기 디바이스는 착용하여 지속적인 전력을 제공합니다.”

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디바이스

웨어러블 디바이스의 기지는 폴리이민으로 구성되어 있으며, 이는 유연성을 제공합니다. 얇은 열전기 칩이 기지에 삽입되어 있으며, 액체 금속 와이어로 연결되어 있습니다.

“우리의 설계는 열전기 물질에 많은 긴장을 주지 않으면서도 전체 시스템을 유연하게 만듭니다”라고 Xiao는 말했습니다.

“열전기 발전기는 인체와 밀접하게 접촉하여 환경으로 방출되는 열을 사용할 수 있습니다”라고 그는 계속했습니다.

발전기 블록을 추가하면 전력이 증가할 수 있습니다.

“작은 유닛을 결합하여 더 큰 유닛을 만들 수 있습니다”라고 그는 말했다. “레고 블록을 조합하여 큰 구조를 만드는 것과 같습니다. 많은 사용자 정의 옵션을 제공합니다.”

연구팀의 계산에 따르면, 스포츠 손목밴드 형태의 디바이스를 착용하고 빠른 걸음을 하면 약 5볼트의 전기가 생성될 수 있습니다. 또한 디바이스는 매우 내구성이 뛰어나며, 두 개의 깨진 끝을 핀치하면 몇 분 내에 다시 밀봉할 수 있습니다. 디바이스를 사용한 후에는 폴리이민 기지를 분해하여 전자 부품을 분리할 수 있는 특수 용액에 넣을 수 있습니다. 이는 모든 것을 재사용할 수 있도록 합니다.

“저렴하고 신뢰할 수 있는 디바이스를 만들면서도 환경에 미치는 영향을 최소화하려고 합니다”라고 Xiao는 말했습니다.

Xiao는 이 디바이스가 5년에서 10년 내에 시장에 나올 수 있을 것으로 믿습니다.