Можно ли использовать человеческое тело для выработки энергии, как в «Матрице», если это возможно, не превращаясь в батарейки с трубкой сзади?
Есть более этичные способы сбора энергии из человеческого организма: Я не говорю о косвенных методах (например, Технология RF-TENG) но механизмов, которые могут получать энергию непосредственно из организма. В этом посте я расскажу вам о 5 интересных примерах существующих или развивающихся технологий.
Но сначала возникает необходимый вопрос: сколько энергии мы можем получить от организма человека?
Наше тело - невероятный шедевр биологии. Он может делать впечатляющие вещи, в том числе производство электроэнергии, даже когда он в состоянии покоя.
Среднестатистический человек в состоянии покоя производит примерно 100 Вт энергии. Это соответствует примерно 2000 ккал пищевой энергии, поэтому рекомендуемая суточная норма калорий составляет около 2000 ккал.
Существуют различные функции организма, которые зависят от потока заряженных ионов, например, те, которые задействуют мышцы и сердце. Тем не менее, один из органов, который обладает большой электрической активностью - это мозг. Этот жизненно важный орган является домом для сотен миллиардов электропроводящих биологических проводов, также известных как нейроны.
Сколько кВтч энергии поступает из организма человека?
В фильме «Матрица» упоминается 25000 7 БТЕ (британская тепловая единица). Эквивалент составляет около 0,07 киловатт-часов, что кажется некоторым преувеличением. В самом деле. По данным других исследований, количество энергии, вырабатываемой организмом человека, составляет от 0,11 до XNUMX кВтч: это зависит от состояния бодрствования или сна.
Тем не менее, давайте рассмотрим 5 примеров технологий, которые получают энергию из человеческого тела.
ETRI, энергия от тепла тела
Команда исследователей ищет способы использования тепла человеческого тела для выработки энергии. Команда из Научно-исследовательского института электроники и телекоммуникаций (ETRI) в Южной Корее надеется, что это исследование произведет революцию в носимых технологиях.
Он создал легкий и гибкий термоэлектрический генератор, который использует разницу температур между «горячим» воздухом от тела и окружающим воздухом для выработки электроэнергии. Модуль имеет ширину 5 см и длину 11 см и в будущем может быть использован в качестве генератора для других носимых устройств. «Когда к термоэлектрическому устройству прикрепляется специальная конструкция, между кожей и конструкцией возникает разница температур, имитирующая динамику работы потовых желез. Эта базовая технология называется биомиметический радиатор. Это увеличивает эффективность термоэлектрического модуля в пять раз по сравнению с обычными продуктами, обеспечивая максимальную энергоэффективность».. Первоначальные испытания устройства были в состоянии генерировать 35 микроватт на квадратный сантиметр. Это примерно в 1,5 раза выше, чем в других исследованиях аналогичных технологий, проведенных в США.
Энергия от пота человеческого тела
Исследователи из Инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего они работают над тем, чтобы использовать человеческий пот для выработки электроэнергии. Они создали небольшую временную татуировку, которая включает в себя ферменты, которые могут тянуть электрический ток от пота. Эти ферменты отделяют электроны (окисляются) от лактата в поту, чтобы производить небольшое количество электричества каждый раз, когда владелец пота (возможно, занимаясь спортом). Они производят достаточно электроэнергии для питания небольших электронных устройств, таких как светодиоды и даже радиоприемники Bluetooth.
Биотопливные элементы вырабатывают в 10 раз больше энергии на поверхность, чем любые существующие биотопливные элементы.
Созданные генераторы могут быть использованы для питания широкого спектра носимых устройств. Эпидермальные клетки биотоплива представляют собой важный шаг вперед в секторе, который всегда боролся за то, чтобы сделать устройства достаточно эластичными и мощными.
Биотопливные клетки Гренобля
В 2011 году группа исследователей изУниверситет Джозефа Фурье в Гренобле создала имплантируемую технологию, способную генерировать электричество из человеческого тела. Биотопливные клетки поглощают энергию из веществ, которые свободно доступны в организме человека: глюкозы и кислорода. Каждая ячейка состоит из двух специальных электродов, выполняющих отдельные функции. Первый окисляет (лишает электронов) глюкозу. Другой отдает электроны (восстанавливает) молекулам кислорода и водорода. Когда оба электрода соединены в цепь, они создают поток электронов от одного электрода к другому. Это генерирует удобный электрический ток, который можно использовать для питания носимых устройств или других имплантированных технологий (например, кардиостимуляторов).
Доктор Серж Коснье и его команда были первыми, кто продемонстрировал эту концепцию, внедрив прототип клетки в живое существо и заставив его работать.
В 2010 году первая модель биоэлемента была имплантирована лабораторной мыши, где она оставалась в течение 40 дней, постоянно производя электричество без видимых побочных эффектов на здоровье или поведение крысы.
Энергия изнутри уха
В 2012 году команда исследователи в штате Массачусетс создали устройство, которое могло собирать энергию из уха.
Как? Уши млекопитающих содержат небольшое электрическое напряжение, называемое эндокохлеарным потенциалом (ЭП). Расположенный внутри улитки, ВП помогает преобразовывать волны давления в электрические импульсы, которые отправляются в мозг. Это очень небольшой электрический потенциал (около десятой доли вольта), но теоретически он достаточно силен, чтобы питать слуховые аппараты или имплантаты.
Прототип чипа, имплантированный в ухо морской свинке, выработал достаточно электроэнергии для питания крошечного радиопередатчика, но более сложные имплантаты требуют гораздо больше энергии.
Энергия от движения тела
Преобразование кинетического движения человека в энергию не ново, но nPowerPEG добился большого прогресса.
Устройство, разработанное почти десять лет назад, представляет собой небольшой трубчатый предмет, который прикрепляется к ремню или рюкзаку и генерирует электричество во время движения пользователя. Он включает в себя магнит, пружину и индукционную катушку, которые работают в гармонии для выработки энергии.
Он не может производить достаточно электроэнергии для питания ноутбуков или планшетов, но в будущем у него может быть большой потенциал для питания других носимых устройств или небольших электронных устройств, таких как мобильные телефоны.
