Kann der menschliche Körper verwendet werden, um Energie wie in der "Matrix" zu erzeugen, wenn möglich, ohne sich in Batterien mit einem Schlauch im Rücken zu verwandeln?
Es gibt ethischere Wege, um Energie aus dem menschlichen Körper zu sammeln: Ich spreche nicht von indirekten Methoden (wie der RF-TENG-Technologie) aber von Mechanismen, die Energie direkt aus dem Körper ziehen können. In diesem Beitrag werde ich Ihnen 5 interessante Beispiele für vorhandene oder sich entwickelnde Technologien vorstellen.
Aber zuerst eine notwendige Frage: Wie viel Energie können wir vom menschlichen Körper erhalten?
Unser Körper ist ein unglaubliches biologisches Meisterwerk. Es kann beeindruckende Dinge leisten, einschließlich der Stromerzeugung, selbst im Ruhezustand.
Der durchschnittliche Mensch erzeugt in Ruhe etwa 100 Watt Leistung. Dies entspricht etwa 2000 kcal Nahrungsenergie, weshalb die empfohlene tägliche Kalorienaufnahme nur etwa 2000 kcal beträgt.
Es gibt verschiedene Körperfunktionen, die auf den Fluss geladener Ionen angewiesen sind, beispielsweise die Funktionen der Muskeln und des Herzens. Eines der Organe mit hoher elektrischer Aktivität ist jedoch das Gehirn. Dieses lebenswichtige Organ beherbergt hundert Milliarden elektrisch leitende biologische Drähte, auch Neuronen genannt.
Wie viele kWh Energie kommen aus dem menschlichen Körper?
In dem Film Matrix werden 25000 BTU (British Thermal Unit) erwähnt. Das Äquivalent ist jetzt ungefähr 7 Kilowatt, und das scheint etwas übertrieben. Tatsächlich ist es. Anderen Studien zufolge liegt die vom menschlichen Körper erzeugte Energiemenge zwischen 0,07 und 0,11 kWh: Dies hängt vom Wachzustand oder Schlafzustand ab.
Schauen wir uns 5 Beispiele für Technologien an, die Energie aus dem menschlichen Körper beziehen.
ETRI, Energie aus Körperwärme
Ein Forscherteam sucht nach Möglichkeiten, die menschliche Körperwärme zur Energieerzeugung zu nutzen. Das Team des Forschungsinstituts für Elektronik und Telekommunikation (ETRI) in Südkorea hofft, dass diese Studie tragbare Technologien revolutionieren wird.
Er schuf einen leichten und flexiblen thermoelektrischen Generator, der die Temperaturdifferenz zwischen der vom Körper kommenden „heißen“ Luft und der Umgebungsluft zur Stromerzeugung nutzt. Das Modul ist 5 cm breit und 11 cm lang und könnte in Zukunft als Generatorform für eine andere tragbare Technologie verwendet werden. „Wenn eine spezielle Struktur an der thermoelektrischen Vorrichtung angebracht wird, tritt ein Temperaturunterschied zwischen der Haut und der Struktur auf, der die Dynamik der Schweißdrüsen nachahmt. Diese Basistechnologie heißt biomimetischer Kühlkörper. Es erhöht den Wirkungsgrad des thermoelektrischen Moduls um das Fünffache gegenüber herkömmlichen Produkten und maximiert die Energieeffizienz. ". Erste Tests des Geräts konnten 35 Mikrowatt pro Quadratzentimeter erzeugen. Dies ist etwa 1,5-mal höher als bei anderen Studien zu ähnlichen Technologien aus den USA.
Energie aus dem Schweiß des menschlichen Körpers
Forscher der Jacobs School of Engineering der University of California in San Diego Sie arbeiten daran, mit menschlichem Schweiß Strom zu erzeugen. Sie haben ein kleines temporäres Tattoo geschaffen, das Enzyme enthält, die in der Lage sind, aus Schweiß elektrischen Strom zu gewinnen. Diese Enzyme entziehen (oxidieren) dem Laktat im Schweiß Elektronen, um jedes Mal, wenn der Träger schwitzt (z. B. beim Sport), kleine Mengen Strom zu erzeugen. Sie produzieren genug Strom, um kleine elektronische Geräte wie LEDs und sogar Bluetooth-Radios mit Strom zu versorgen.
Biokraftstoffzellen erzeugen 10-mal mehr Strom pro Oberfläche als jede vorhandene Biokraftstoffzelle.
Mit den hergestellten Generatoren können eine Vielzahl tragbarer Geräte mit Strom versorgt werden. Biokraftstoff-Epidermiszellen stellen einen wichtigen Schritt vorwärts in dem Sektor dar, der immer darum gekämpft hat, die Geräte ziemlich elastisch und leistungsstark zu machen.
Die Biokraftstoffzellen von Grenoble
Im Jahr 2011 ein Forscherteam ausJoseph Fourier Universität von Grenoble hat eine implantierbare Technologie entwickelt, die in der Lage ist, Strom aus dem menschlichen Körper zu erzeugen. Biokraftstoffzellen absorbieren Energie aus Substanzen, die im menschlichen Körper frei verfügbar sind: Glukose und Sauerstoff. Jede Zelle besteht aus zwei speziellen Elektroden, die unterschiedliche Funktionen erfüllen. Die erste oxidiert (entzieht ihr Elektronen) Glucose. Der andere gibt Elektronen (reduziert) an Sauerstoff- und Wasserstoffmoleküle ab. Wenn beide Elektroden in einem Stromkreis verbunden sind, erzeugen sie einen Elektronenfluss von einer Elektrode zur anderen. Dadurch wird ein praktischer elektrischer Strom erzeugt, der für die Stromversorgung tragbarer Geräte oder anderer implantierter Technologien (z. B. Herzschrittmacher) genutzt werden kann.
Dr. Serge Cosnier und sein Team waren die ersten, die dieses Konzept demonstrierten, indem sie eine Prototypzelle in ein Lebewesen implantierten und zum Funktionieren brachten.
Im Jahr 2010 wurde ein erstes Modell der Biozelle in eine Labormaus implantiert, wo sie 40 Tage blieb und ständig Strom ohne sichtbare Nebenwirkungen auf die Gesundheit oder das Verhalten der Ratte produzierte.
Energie aus dem Ohr
Im Jahr 2012 ein Team von Forscher in Massachusetts produzierte ein Gerät, das Energie aus dem Ohr sammeln kann.
Als? Säugetierohren enthalten kleine elektrische Spannungen, die als endocochleäres Potenzial (EP) bezeichnet werden. Das EP befindet sich in der Cochlea und hilft dabei, Druckwellen in elektrische Impulse umzuwandeln, die an das Gehirn gesendet werden. Es handelt sich um ein sehr kleines elektrisches Potenzial (ungefähr ein Zehntel Volt), aber es ist stark genug, um theoretisch Hörgeräte oder Implantate mit Strom zu versorgen.
Ein Prototyp eines Chip-Implantats im Ohr eines Meerschweinchens hat genug Strom erzeugt, um einen winzigen Funksender mit Strom zu versorgen. Komplexere Systeme benötigen jedoch viel mehr Strom.
Energie aus Körperbewegungen
Die Umwandlung der menschlichen kinetischen Bewegung in Energie ist nicht neu, aber nPowerPEG hat große Fortschritte gemacht.
Das vor fast einem Jahrzehnt entwickelte Gerät ist ein kleines röhrenförmiges Objekt, das an einem Gürtel oder Rucksack befestigt wird und Strom erzeugt, während sich der Träger bewegt. Es enthält einen Magneten, eine Feder und eine Induktionsspule, die alle harmonisch zusammenarbeiten, um Energie zu erzeugen.
Es kann nicht genug Strom produzieren, um Laptops oder Tablets mit Strom zu versorgen, aber es könnte in Zukunft ein großes Potenzial haben, andere tragbare Technologien oder kleinere elektronische Geräte wie Mobiltelefone mit Strom zu versorgen.
