Wykorzystanie ciepła ciała do zasilania zegarka lub osobistego systemu klimatyzacji? Nie jest to tak nieprawdopodobne, jak mogłoby się wydawać.
REKLAMA
Urządzenia zasilane ciepłem ciała są o krok bliżej rzeczywistości po przełomowym projekcie.
Być może nie zastanawiałeś się nad ciepłem własnego ciała jako odnawialną energią, którą można wykorzystać. Biorąc jednak pod uwagę wykładnicze zapotrzebowanie na baterie w naszym elektryzującym się świecie - i związaną z tym presję na zasoby naszej planety - naukowcy od pewnego czasu testują tę alternatywę.
Okazuje się, że wszyscy mamy potencjał, by stać się zrównoważonym źródłem energii dla elektroniki do noszenia. Istnieją tylko pewne problemy z wprowadzeniem tej technologii na rynek.
Jednym z nich jest uczynienie tych urządzeń wystarczająco elastycznymi. Teraz naukowcy z Queensland University of Technology (QUT) w Australii zajęli się tym problemem, opracowując nową, ultracienką, elastyczną folię, która czyni je wygodnymi i wydajnymi.
Jak działają urządzenia termoelektryczne do noszenia?
"Elastyczne urządzenia termoelektryczne można wygodnie nosić na skórze, gdzie skutecznie przekształcają różnicę temperatur między ludzkim ciałem a otaczającym powietrzem w energię elektryczną" - wyjaśnia główna autorka nowego badania dotyczącego przełomu, profesor Wenyi Chen.
"Jednak wyzwania, takie jak ograniczona elastyczność, złożona produkcja, wysokie koszty i niewystarczająca wydajność, utrudniały tym urządzeniom osiągnięcie skali komercyjnej".
Większość prototypów termoelektrycznych jest zbudowana z tellurku bizmutu: półprzewodnika dobrze nadającego się do przekształcania ciepła w energię elektryczną w zastosowaniach o niskim poborze mocy, takich jak monitorowanie tętna, temperatury lub ruchu.
Zespół z QUT poszedł o krok dalej, wprowadzając maleńkie kryształy znane jako "nanobindery", które tworzą spójną warstwę arkuszy tellurku bizmutu.
"Stworzyliśmy nadającą się do druku folię o rozmiarze A4 o rekordowo wysokiej wydajności termoelektrycznej, wyjątkowej elastyczności, skalowalności i niskim koszcie, co czyni ją jedną z najlepszych dostępnych elastycznych termoelektryków" - mówi profesor Chen.
W tym celu wykorzystano "syntezę solwotermalną": technikę, która tworzy nanokryształy w rozpuszczalniku w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem.
Folia została następnie wydrukowana metodą sitodruku, co pozwala na produkcję na dużą skalę, a następnie podgrzana do temperatury bliskiej topnienia w celu połączenia cząstek.
Od ciepła ciała do chłodzenia telefonu
Chen i zespół QUT przewidują szeroki zakres możliwości dla tej technologii.
Oprócz utorowania drogi dla urządzeń do noszenia, takich jak smartwatche, może być również wykorzystywana do chłodzenia chipów elektronicznych - mieszczących się w ciasnych przestrzeniach, takich jak smartfony i komputery, aby pomóc im działać wydajniej.
"Inne potencjalne zastosowania obejmują osobiste zarządzanie ciepłem - gdzie ciepło ciała może zasilać nadający się do noszenia system ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji" - dodaje Chen.