Het menselijk lichaam wordt batterij met draagbaar apparaat

Een nieuw ontwikkeld draagbaar apparaat laat het menselijk lichaam functioneren als batterij door energie uit lichaamswarmte te gebruiken. Het goedkope, rekbaar apparaat, ontwikkeld door onderzoekers aan de University of Colorado Boulder, kan worden gedragen als een ring of armband. Door het gebruik van thermoelektrische generatoren wordt de interne lichaamstemperatuur omgezet in elektriciteit.

Het onderzoek werd gepubliceerd in Science Advances.

Jianliang Xiao is de senior auteur van het onderzoeksartikel en een associate professor in de Paul M. Rady Department of Mechanical Engineering aan CU Boulder.

“In de toekomst willen we onze draagbare elektronica kunnen aandrijven zonder een batterij te hoeven gebruiken,” zei Xiao.

Medeauteurs van het artikel waren verschillende onderzoekers van China’s Harbin Institute of Technology, Southeast University, Zhejiang University, Tongji University en Huazhong University of Science and Technology.

De draagbare apparaten genereren ongeveer 1 volt energie per vierkante centimeter huidoppervlak, wat minder voltage per oppervlak is dan de meeste bestaande batterijen. En ondanks dit, genereren ze voldoende stroom voor elektronische apparaten zoals horloges. Aangezien het volledig recyclebare apparaat rekbaar is, kan het zichzelf herstellen wanneer het beschadigd raakt.

“Elke keer dat je een batterij gebruikt, raak je die batterij kwijt en moet je hem uiteindelijk vervangen,” zei Xiao. “Het leuke van ons thermoelektrische apparaat is dat je het kunt dragen en het je constant stroom levert.”

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

Het apparaat

De basis van het draagbare apparaat is gemaakt van polyimine, wat verantwoordelijk is voor de rekbaarheid. Een reeks dunne thermoelektrische chips zijn in de basis geïntegreerd, allemaal verbonden met vloeibare metaaldraden.

“Ons ontwerp maakt het hele systeem rekbaar zonder veel spanning op het thermoelektrische materiaal te introduceren, wat erg broos kan zijn,” zei Xiao.

“De thermoelektrische generatoren zijn in nauw contact met het menselijk lichaam en kunnen de warmte gebruiken die normaal gesproken in de omgeving zou worden verspreid,” vervolgde hij.

Door meer generatorenblokken toe te voegen, kan de stroom worden verhoogd.

“Wat ik kan doen, is deze kleinere eenheden combineren om een grotere eenheid te krijgen,” zei hij. “Het is alsof je een aantal kleine Lego-blokken samenstelt om een grote structuur te maken. Het geeft je veel opties voor aanpassing.”

Volgens de berekeningen van het team kan een flinke wandeling terwijl je een sportieve polsband draagt ongeveer 5 volt stroom genereren. Het apparaat van het team is ook extreem veerkrachtig, met twee gebroken uiteinden die binnen enkele minuten kunnen worden samengedrukt om weer te worden gesloten. Nadat het apparaat is gebruikt, kan het in een speciale oplossing worden geplaatst die de elektronische componenten scheidt terwijl de polyiminebasis wordt opgelost, waardoor alles weer kan worden hergebruikt.

“We proberen onze apparaten zo goedkoop en betrouwbaar mogelijk te maken, terwijl we ook zo dicht mogelijk bij nul impact op het milieu proberen te komen,” zei Xiao.

Xiao denkt dat het apparaat over vijf tot tien jaar op de markt kan komen.