Gjeneratori i vogël grumbullon nxehtësinë e dhënë nga lëkura për të furnizuar pajisjet elektronike që vishen

Shkencëtarët në Kinë kanë zhvilluar një pajisje të vogël, fleksibël që mund të shndërrojë nxehtësinë e lëshuar nga lëkura e njeriut në energji elektrike. Në hulumtimin e tyre, të paraqitur më 29 prill në revistën Cell Reports Physical Science, ekipi tregoi se pajisja mund të furnizonte një dritë LED në kohë reale kur vishej në një rrip dore. Përfundimet sugjerojnë që temperatura e trupit mund të furnizojë një ditë pajisjet elektronike që vishen siç janë gjurmuesit e fitnesit.

Pajisja është një gjenerator termoelektrik (TEG) që përdor gradientët e temperaturës për të gjeneruar energji. Në këtë model, studiuesit përdorin ndryshimin midis temperaturës së ngrohtë të trupit dhe temperaturës relativisht më të ftohtë të ambientit për të gjeneruar energji.

“Kjo është një fushë me potencial të madh,”- thotë autori përkatës Qian Zhang i Institutit të Teknologjisë Harbin, Shenzhen. “TEG-të mund të rimarrin energjinë e humbur si humbje e nxehtësisë dhe kështu të përmirësojnë shkallën e përdorimit të energjisë.”

Ndryshe nga gjeneratorët tradicionalë që përdorin energjinë e lëvizjes për të prodhuar energji, gjeneratorët termoelektrik nuk kanë pjesë lëvizëse, duke i bërë ato në thelb pa mirëmbajtje. Këta gjeneratorë janë instaluar në makinat e vendosura në zona të largëta dhe në bordin e sondave hapësinore për të furnizuar me energji.

Zhang dhe kolegët e saj kanë punuar në hartimin e gjeneratorëve termoelektrik për vite me rradhë. Me pajisjet që vishen duke u bërë gjithnjë e më të popullarizuara në vitet e fundit, ekipi donte të zbulonte nëse këta gjeneratorë të besueshëm mund të zëvendësonin baterinë tradicionale në këto pajisje, duke përfshirë gjurmuesit e fitnesit, orët inteligjente dhe biosensorët.

“Mos i nënvlerësoni ndryshimet e temperaturës midis trupit tonë dhe mjedisit, është i vogël, por eksperimenti ynë tregon se akoma mund të gjenerojë energji,”- thotë ajo.

TEG konvencional janë zakonisht të ngurtë dhe mund të përballojnë vetëm më pak se 200 raste të përkuljes. Megjithëse llojet fleksibël mund të plotësojnë kërkesat e përkuljes, performanca e tyre ka tendencë të jetë e papërshtatshme. Për të kapërcyer këtë kufizim dhe për ta bërë pajisjen më të adaptueshme ndaj mjeteve që vishen, studiuesit bashkangjitën përbërësit kryesorë elektrikë në një material poliuretanik të shtrirë dhe më ngjitës. Testet treguan se pajisja u rezistoi të paktën 10,000 rasteve të përkuljes së përsëritur pa ndryshime të rëndësishme në performancë.

Për më tepër, TEG në dispozicion në treg mbështeten shumë në bismutin e rrallë të metaleve që nuk ndodh natyrshëm në sasi të mëdha. Dizajni i ri e zëvendësoi pjesërisht atë me një material të bazuar në magnez, i cili mund të ulë ndjeshëm kostot në prodhimin në shkallë të gjerë.

Studiuesit hartuan një prototip të një sistemi elektronik vetë-furnizues. Ata lidhën një LED me një bandë TEG me përmasa 4,5 të gjatë dhe 1,1 të gjerë. Pastaj, ekipi mbështolli bandën TEG rreth duarve të dikujt, temperatura e trupit e të cilit matet në 92.9 gradë F në kushtet e temperatures së ambientit. Me një ndryshim të temperaturës, gjeneratori grumbulloi nxehtësinë e dhënë nga lëkura dhe ndezi me sukses LED.

“Prototipi ynë tashmë ka performancë të mirë nëse futet në treg,”- thotë autori përkatës Feng Cao i Institutit të Teknologjisë Harbin, Shenzhen. Ai shton se me konvertuesin e duhur të tensionit, sistemi mund të furnizojë pajisjet elektronike siç janë orët inteligjente dhe sensorët e pulsit.

Duke parë përpara, ekipi planifikon të përmirësojë më tej dizajnin në mënyrë që pajisja të absorbojë nxehtësinë në mënyrë më efikase.

“Ka një kërkesë në rritje për energji më të gjelbër, dhe TEG përshtaten menjëherë, sepse ata mund ta kthejnë nxehtësinë e harxhuar në energji,”- thotë Cao. “Ndërsa, për shembull, energjia diellore mund të gjenerohet vetëm kur ka diell, TEG-të mund të prodhojnë energji në shumë skenarë, për sa kohë që ka një ndryshim në temperaturë.”