Baterie zasilane poprzez noszenie na ciele użytkownika
W obecnych czasach wielu z nas nie wyobraża sobie życia bez niemal nieprzerwanego dostępu do informacji. Nosimy ze sobą urządzenia elektroniczne umożliwiające komunikację z innymi i łączenie się z internetem, takie jak telefony komórkowe czy smartwatche, niemal przez cały dzień. Naukowcy wciąż wprowadzają nowe metody, dzięki którym ładowanie tych coraz bardziej nieodzownych w codziennym życiu urządzeń stanie się łatwiejsze. W tym artykule przedstawimy dwie opracowane niedawno technologie ładowania baterii poprzez noszenie ich na ciele użytkownika.
Bateria do noszenia na ręce ładowana ludzkim potem
Naukowcy z Nanyang Technological University w Singapurze opracowali wytrzymałą i rozciągliwą baterię, przeznaczoną do noszenia przyczepioną do akcesoriów takich jak zegarek czy opaska na nadgarstek. To umożliwi zachodzenie reakcji chemicznej między pojawiającym się na powierzchni skóry potem a srebrem, z którego wykonane są elektrody. Jony chloru i kwasowy odczyn powodują zbijanie się płatków srebra w grupy, co skutkuje zwiększeniem jego przewodności. Reakcja ta umożliwia przepływ prądu między elektrodami i ładowanie akumulatora. Ta metoda ładowania szczególnie dobrze sprawdzi się podczas wykonywania ćwiczeń fizycznych, ponieważ rozciąganie materiału baterii podczas ruchu powoduje dalszy wzrost jej przewodności. Rozciągliwy materiał jest w stanie wchłonąć dużo potu, co pozwala utrzymać zapas zapewniający stałą moc ładowania.
Według profesor Lee Pooi See, która przewodniczyła badaniom, bateria przeznaczona do noszenia jest krokiem milowym w projektowaniu małych urządzeń elektronicznych. Technologia wykorzystania potu do zasilania urządzeń jest przyjazna środowisku, jako że bateria nie zawiera szkodliwych materiałów, a substancja niezbędna do jej działania jest powszechnie dostępna. Dodatkowo urządzenie jest bardziej wytrzymałe niż obecnie dostępna technologia, umożliwiając długie użytkowanie. Co równie ważne, bateria wykazuje niespotykane dotąd połączenie małych rozmiarów i zapewnienia zasilania przez dłuższy czas. W obecnej dobie miniaturyzacji, a jednocześnie coraz intensywniejszego użytkowania urządzeń jest to bardzo przydatna cecha.
Według wypowiedzi prof. Irene Goldthorpe z kanadyjskiego University of Waterloo, wynalazek NTU ma szansę stać się nowym wzorcem w dziedzinie projektowania urządzeń elektronicznych. Do tej pory musiały one być chronione przed oddziaływaniem potu, teraz zaś możliwe będzie wykorzystywanie go do poprawy przewodności.
Urządzenie czyniące ciało człowieka baterią
Naukowcy z University of Colorado Boulder stworzyli generator termoelektryczny, który zamienia energię termiczną ciała w elektryczną. Urządzenie jest w stanie wygenerować napięcie ok. 1 V na centymetr kwadratowy skóry. Jego niewielkie rozmiary pozwalają na noszenie „baterii” jako pierścionka lub bransoletki. W razie potrzeby wykorzystania większej mocy można zwiększyć jego rozmiary tak, aby uzyskać cały rękaw. Cały układ jest bardzo wytrzymały i rozciągliwy, równocześnie chroniąc sam materiał termoelektryczny przed naprężeniami, które mogłyby źle na niego wpłynąć. Jeżeli zostanie wygenerowane dodatkowe ciepło, na przykład podczas ćwiczeń, to również może zostać wykorzystane do produkcji energii. Co więcej, materiał, z którego wykonane jest urządzenie, ma zdolność samonaprawy. Oznacza to, że jeśli pojawi się w nim rozdarcie, można ścisnąć jego brzegi ze sobą, a po kilku minutach znów będzie cały.
Według profesora Jianliang Xiao, jednego z głównych wynalazców, ma to w przyszłości umożliwić zasilanie urządzeń elektronicznych bez wykorzystywania tradycyjnej baterii. Eliminuje to ryzyko utraty zasilania gdy bateria się wyczerpie i konieczność jej wymiany. Generator termoelektryczny może posłużyć do zasilania niewielkiej elektroniki, w tym urządzeń medycznych takich jak rozruszniki serca czy pompy do podawania leków. Według zaangażowanych naukowców, generator zastępujący baterię wykorzystaniem ciepła ludzkiego ciała ma pojawić się na rynku za ok. 5-10 lat, gdy już zostaną rozwiązane wszystkie problemy związane z jego projektem.
Źródła: