Die Forscher entwickeln ein tragbares Mikronetz, um kleine Geräte mit einem menschlichen Körper zu versorgen

Forscher haben versucht, einzigartige Wege zur Stromerzeugung unter Verwendung des menschlichen Körpers als Quelle zu entwickeln. Kürzlich haben Forscher der Universität von Colorado einen flexiblen, tragbaren Ring entwickelt, der mithilfe von Körperwärme Strom erzeugt und kleine elektronische Geräte mit Strom versorgt. Jetzt haben die Forscher an der University of California entwickelte ein "tragbares Mikronetz" das kann Elektrizität aus einem menschlichen Körper erzeugen, um elektronische Geräte mit geringem Stromverbrauch anzutreiben.

Strom aus einem menschlichen Körper?

Das von Forschern der University of California in San Diego entwickelte „tragbare Mikronetz“ kann Energie speichern, die aus dem Schweiß und den Körperbewegungen einer Person gewonnen wird. Diese Energie kann dann verwendet werden, um Geräte mit geringem Stromverbrauch wie eine LCD-Smartwatch oder kleine Fitness-Tracker mit Strom zu versorgen.

Die Technologie nutzt drei Schlüsselkomponenten, um Körperschweiß und Körperbewegungen in elektrische Energie umwandeln. Dazu gehören schweißbetriebene Biokraftstoffzellen, bewegungsbetriebene triboelektrische Generatoren und Superkondensatoren zur Speicherung der Energie.

„Wir wenden das Konzept des Mikronetzes an, um tragbare Systeme zu schaffen, die nachhaltig, zuverlässig und unabhängig betrieben werden.“ sagte Lu Yin, der Co-Autor der Studie, die im Nature Communications Journal veröffentlicht wurde.

„Genau wie ein städtisches Mikronetz eine Vielzahl lokaler, erneuerbarer Energiequellen wie Wind und Sonne integriert, integriert ein tragbares Mikronetz Geräte, die lokal Energie aus verschiedenen Körperteilen wie Schweiß und Bewegung gewinnen und gleichzeitig Energiespeicher enthalten.“, fügte der Nanoengineering Ph.D. Schüler der Jacobs School of Engineering.

Wie funktioniert es?

Um nun das tragbare hemdähnliche Produkt zu entwickeln, druckten die Forscher jede der Komponenten im Siebdruck auf ein Hemd. Sie haben es so konzipiert, dass die Komponenten die gesammelte Energiemenge optimieren. Außerdem ist jede siebgedruckte Komponente waschbar und flexibel.

Wie die Technologie funktioniert: Sobald der Benutzer das Microgrid-Shirt trägt, können die triboelektrischen Generatoren arbeiten, sobald sich der Träger in Bewegung setzt. Sobald das Subjekt zu schwitzen beginnt, absorbieren die Biokraftstoffzellen den Schweiß, um mehr elektrischen Strom zu erzeugen und ihn in den Superkondensatoren zu speichern. Auf diese Weise kann das Mikronetz Geräte auch dann mit Strom versorgen, wenn sich das Motiv in Ruhe befindet.

Um die Technologie zu testen, legten die Forscher das Microgrid-Shirt etwa 30 Minuten lang auf ein Motiv. Während der Zeit trainierte das Subjekt auf einer Fahrradmaschine oder lief 10 Minuten und blieb für den Rest von 20 Minuten in Ruhe. Während dieser Zeit konnte das Mikronetz entweder eine LCD-Armbanduhr oder ein kleines elektrochromes Display mit Strom versorgen, das als Reaktion auf Spannungsänderungen seine Farbe ändert.

Zukunftspläne

Jetzt, so die Forscher, könnte das tragbare Mikronetz in Zukunft ideal für Sportler oder Menschen sein, die viel Sport treiben. Laut Yin arbeiten sie jedoch an einigen anderen Designs, um die Microgrid-Technologie zu integrieren.

„Wir beschränken uns nicht auf dieses Design. Wir können das System anpassen, indem wir verschiedene Arten von Energy Harvestern für verschiedene Szenarien auswählen. “ Sagte Yin.

Die Studie und die Entwicklung dieses Projekts wurden auch vom San Diego Center for Wearable Sensors der Universität von Kalifornien und der National Research Foundation of Korea unterstützt.