Nema tome davno da smo pisali o tome kako su istraživači Sveučilišta Boulder razvili novi, jeftini nosivi uređaj koji ljudsko tijelo pretvara u biološku bateriju.Nekako istovremeno na Sveučilištu Penn State dosjetili su se načinu kako da nosive uređaje napajaju energijom iz radio valova. A sad su mineski znanstvenici razvili mali, fleksibilni uređaj koji toplinu ljudske kože pretvara u električnu energiju.

Zamjena za baterije

Kad se nosi na narukvici, ovaj uređaj napaja LED svjetlo, a pokazalo se i da bi tjelesna temperatura mogla pokretati nosivu elektroniku poput fitness trackera. Ovaj termoelektrični generator (TEG) energiju stvara koristeći razliku između tjelesne temperature i relativno hladnijeg okoliša.

Za razliku od tradicionalnih generatora koji energiju kretanja koriste za proizvodnju energije, termoelektrični generatori nemaju pokretne dijelove, što uklanja potrebu za održavanjem. Zbog toga se takvi generatori instaliraju na strojeve u udaljenim područjima i na svemirskim sondama za opskrbu energijom.

Kineski istraživači odlučili su istražiti mogu li ovi pouzdani generatori zamijeniti tradicionalnu bateriju u fitness uređajima, pametnim satovima i biosenzorima. Pokazalo se da su, ma koliko male bile temperaturne razlike između ljudskog tijela i okoline, dovoljno velike da mogu generirati električnu energiju.

Uobičajeni TEG-ovi obično su kruti i mogu izdržati manje od 200 savijanja. Oni fleksibilniji imaju pak problema s performansama. Istraživači su stoga osnovne električne komponente pričvrstili na rastezljivi i ljepljivi poliuretanski materijal. Ispitivanja su pokazala da je uređaj preživio najmanje 10.000 slučajeva ponovljenog savijanja bez značajnih promjena u performansama.

Uz to, komercijalno dostupni TEG-i u velikoj se mjeri oslanjaju na rijetki metal bizmut koji se prirodno ne pojavljuje u velikim količinama. Novi dizajn djelomično ga je zamijenio materijalom na bazi magnezija, što može znatno smanjiti troškove velike proizvodnji.

Izgubljenu temperaturu pretvaraju u energiju

Istraživači su dizajnirali prototip elektroničkog sustava s vlastitim pogonom. Spojili su LED žarulju na TEG i potom traku zalijepili oko ljudskog zgloba. Zahvaljujući temperaturnoj razlici između ljudske kože i okoline, generator je sakupio toplinu koju je emitirala koža i upalio LED žaruljicu. S odgovarajućim pretvaračem napona ovaj bi sustav, kažu istraživači, mogao napajati elektroniku poput pametnih satova.

Pred Kinezima je još puno posla; slijede poboljšanja kako bi uređaj mogao što učinkovitije apsorbirati toplinu. U vrijeme povećane potražnje za zelenijom energijom, TEG-ovi se čine kao idealno rješenje jer izgubljenu toplinu mogu pretvarati u energiju sve dok postoji temperaturna razlika.