Ludzkie ciało staje się baterią dzięki noszonemu urządzeniu

Naukowcy opracowali nowe noszone urządzenie, które pozwala ludzkiemu ciału działać jak bateria, wykorzystując energię cieplną. Niskokosztowe, rozciągliwe urządzenie opracowane przez badaczy z Uniwersytetu Kolorado w Boulder może być noszone jak pierścień lub bransoletka. Dzięki zastosowaniu termoelektrycznych generatorów, temperatura wewnętrzna ciała jest przekształcana w energię elektryczną.

Badania zostały opublikowane w Science Advances.

Jianliang Xiao jest współautorem pracy badawczej i associate profesorem w Paul M. Rady Department of Mechanical Engineering na CU Boulder.

“W przyszłości chcemy móc zasilać nasze noszone urządzenia elektroniczne bez konieczności stosowania baterii”, powiedział Xiao.

Współautorami artykułu byli również badacze z chińskich uczelni, takich jak Harbin Institute of Technology, Southeast University, Zhejiang University, Tongji University i Huazhong University of Science and Technology.

Noszone urządzenia generują około 1 wolt energii na centymetr kwadratowy powierzchni skóry, co jest mniejszą wartością napięcia na jednostkę powierzchni niż większość istniejących baterii. I pomimo tego, generują one wystarczającą ilość energii do zasilania urządzeń elektronicznych, takich jak zegarki. Ponieważ urządzenie jest w pełni recyclowalne i rozciągliwe, może samoczynnie naprawiać się, gdy zostanie uszkodzone.

“Kiedy używasz baterii, wyczerpujesz ją i w końcu będziesz musiał ją wymienić”, powiedział Xiao. “Miła rzecz w naszym termoelektrycznym urządzeniu jest taka, że możesz je nosić i ono zapewnia ci stałe zasilanie.”

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

Urządzenie

Baza noszonego urządzenia jest wykonana z poliminy, co jest odpowiedzialne za jej rozciągliwość. Szereg cienkich termoelektrycznych chipów jest wstawiony do bazy, wszystkie połączone są cienkimi metalowymi przewodami.

“Nasza konstrukcja sprawia, że cały system jest rozciągliwy bez wprowadzania dużego napięcia do materiału termoelektrycznego, który może być bardzo kruchy”, powiedział Xiao.

“Termoelektryczne generatory są w bliskim kontakcie z ludzkim ciałem i mogą wykorzystywać ciepło, które normalnie byłoby tracone do środowiska”, kontynuował.

Dodając więcej bloków generatorów, można zwiększyć moc.

“To, co mogę zrobić, to połączyć te mniejsze jednostki, aby uzyskać większą jednostkę”, powiedział. “To jak łączenie małych klocków Lego, aby stworzyć większą strukturę. Daje to wiele opcji dostosowania.”

Zgodnie z obliczeniami zespołu, szybki spacer w noszonym urządzeniu typu opaski na rękę mógłby wygenerować około 5 woltów energii elektrycznej. Urządzenie zespołu jest również niezwykle wytrzymałe, z dwoma złamanymi końcami, które mogą być złączone w ciągu kilku minut. Po użyciu urządzenia można je umieścić w specjalnym roztworze, który rozdziela elementy elektroniczne, rozpuszczając bazę poliminową, co sprawia, że wszystko jest ponownie użytkowe.

“Staramy się tworzyć urządzenia, które są jak najtańsze i niezawodne, a jednocześnie mają jak najmniejszy wpływ na środowisko”, powiedział Xiao.

Xiao uważa, że urządzenie może trafić na rynek w ciągu pięciu do dziesięciu lat.