Kann der menschliche Körper wie in „Matrix“ zur Energiegewinnung genutzt werden, möglichst ohne sich in Batterien mit Röhre 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 im Ruhezustand 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?
Im Film Matrix werden 25000 BTU (British Thermal Unit) erwähnt. Das Äquivalent beträgt jetzt etwa 7 Kilowatt, und das scheint etwas übertrieben zu sein. Es ist wirklich. Anderen Studien zufolge liegt die vom menschlichen Körper produzierte Energiemenge zwischen 0,07 und 0,11 kWh: Sie hängt vom Wach- oder Schlafzustand ab.
Schauen wir uns dennoch 5 Beispiele für Technologien an, die dem menschlichen Körper Energie entziehen.
ETRI, Energie aus Körperwärme
Ein Forscherteam sucht nach Möglichkeiten, die menschliche Körperwärme zur Energieerzeugung zu nutzen. Das Team des Electronic and Telecommunications Research Institute (ETRI) in Südkorea hofft, dass diese Studie tragbare Technologien revolutionieren wird.
Er schuf einen leichten und flexiblen thermoelektrischen Generator, der den Temperaturunterschied zwischen der „heißen“ Luft, die aus dem Körper kommt, und der Umgebungsluft nutzt, um Strom zu erzeugen. 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 das thermoelektrische Gerät angebracht wird, entsteht ein Temperaturunterschied zwischen der Haut und der Struktur, der die Dynamik der Schweißdrüsen nachahmt. Diese grundlegende Technologie heißt biomimetischer Kühlkörper. Es erhöht die Effizienz des thermoelektrischen Moduls um das Fünffache gegenüber herkömmlichen Produkten und maximiert so 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, University of California, 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 hat ein Team von Forschern ausJoseph Fourier Universität von Grenoble entwickelte eine implantierbare Technologie, die in der Lage ist, Elektrizität aus dem menschlichen Körper zu erzeugen. Biobrennstoffzellen nehmen Energie aus Stoffen auf, die im menschlichen Körper frei verfügbar sind: Glukose und Sauerstoff. Jede Zelle besteht aus zwei speziellen Elektroden, die separate Funktionen erfüllen. Die erste oxidiert (entzieht Elektronen) Glukose. 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. Dies erzeugt einen praktischen elektrischen Strom, der genutzt werden kann, um tragbare Geräte oder andere implantierte Technologien (z. B. Herzschrittmacher) mit Strom zu versorgen.
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 in der Lage ist, Energie aus dem Ohr zu sammeln.
Wie? Die Ohren von Säugetieren enthalten kleine elektrische Spannungen, die als endocchleäres Potential (EP) bezeichnet werden. EP befindet sich in der Cochlea und hilft dabei, Druckwellen in elektrische Impulse umzuwandeln, die an das Gehirn gesendet werden. Es ist ein sehr kleines elektrisches Potential (etwa 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, aber komplexere Systeme benötigen 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 erzeugen, 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.
