Thiết bị đặc biệt chuyển nhiệt cơ thể người thành điện năng

Các nhà nghiên cứu đã mô tả thiết bị mới này trong một bài báo được công bố trên tạp chí Science Advances.

Các nhà khoa học tại Đại học Colorado đã phát triển một thiết bị đeo mới có thể thu nhiệt năng của cơ thể và chuyển thành điện năng.

"Trong tương lai, chúng tôi muốn có thể cung cấp năng lượng cho thiết bị điện tử của bạn mà không cần phải bao gồm pin", tác giả nghiên cứu cấp cao Jianliang Xiao, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Colorado, cho biết.

Máy phát điện nhiệt hạch của thiết bị có thể tạo ra một volt năng lượng cho mỗi cm vuông da, điều này làm cho nó kém hiệu quả hơn một chút so với pin thường được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị.

Nhưng trong khi pin bên ngoài phải được sạc lại và kém hiệu quả hơn theo thời gian, thiết bị mới khai thác vào nguồn cung cấp năng lượng vô hạn hiệu quả của cơ thể. Khi tim con người hoạt động, cơ thể tạo ra nhiệt và nhiệt này được sử dụng để sản xuất điện.

Trước đây, Xiao và các đối tác nghiên cứu của ông đã phát triển một loại polymer điện tử dẻo được thiết kế để hoạt động giống như da người, nhưng thiết bị dạng miếng dán yêu cầu nguồn điện bên ngoài.

Với sự trợ giúp của công nghệ mới, nguồn năng lượng bên ngoài đó có thể là cơ thể con người. Để chế tạo thiết bị mới, các nhà nghiên cứu đã tích hợp một loạt chip nhiệt điện mỏng, được liên kết bằng dây kim loại vào một đế có thể co giãn được làm từ vật liệu gọi là polyimine.

Xiao nói: "Thiết kế của chúng tôi giúp toàn bộ hệ thống có thể co giãn mà không gây căng thẳng nhiều cho vật liệu nhiệt điện, vật liệu có thể thực sự rất giòn".

Một phần nhiệt sinh ra khi cơ thể di chuyển sẽ được hấp thụ bởi phần đế mềm. Nhiệt do vật liệu polyimine thu được sau đó được chuyển thành điện năng nhờ dãy chip nhiệt điện.

Thiết bị có thể được mở rộng quy mô để tạo ra nhiều năng lượng hơn bằng cách mở rộng diện tích bề mặt của đế tiếp xúc với da, cũng như bằng cách thêm nhiều chip nhiệt điện hơn.

"Những gì tôi có thể làm là kết hợp các đơn vị nhỏ hơn này để có được một đơn vị lớn hơn. Nó giống như việc ghép một loạt các mảnh lego nhỏ lại với nhau để tạo thành một cấu trúc lớn, cung cấp cho bạn rất nhiều lựa chọn để tùy chỉnh", Xiao nói thêm.

Các nhà khoa học xác định rằng nếu thiết bị của họ được thu nhỏ với kích thước bằng một dây đeo thể thao, thì việc đi bộ nhanh quanh khối có thể tạo ra điện năng tới 5 volt, nhiều hơn đáng kể so với sản lượng pin của đồng hồ thông minh.

Một khi thiết bị không còn được sử dụng, nó có thể được nhúng vào dung dịch hòa tan polyimine, chỉ để lại các linh kiện điện tử.

"Chúng tôi đang cố gắng làm cho các thiết bị của mình rẻ và đáng tin cậy nhất có thể, đồng thời có tác động đến môi trường gần như bằng không", Xiao giải thích.

Các nhà khoa học hiện vẫn đang làm việc để hoàn thiện công nghệ này, nhưng họ dự kiến sẽ đưa thiết bị ra thị trường trong vòng 5 đến 10 năm nữa.