Här är en uppdelning av utmaningarna och potentiella lösningar:
Utmaningar:
* Låg temperaturskillnad: Den mänskliga kroppen är bara något varmare än den omgivande miljön. Denna lilla temperaturskillnad (några grader Celsius) ger inte tillräckligt med energi för effektiv elproduktion.
* Låg energitäthet: Även med en stor ytarea i kroppen är mängden producerad värme relativt låg jämfört med den energi som krävs för att driva elektroniska enheter.
* Begränsad praktik: Nuvarande teknik kräver skrymmande och komplexa inställningar för att extrahera energi från kroppens värme, vilket gör dem opraktiska för vardagligt bruk.
Potentiella lösningar:
* termoelektriska generatorer (TEG): Dessa enheter använder Seebeck -effekten, där en temperaturskillnad över ett material skapar en spänning. TEG kräver emellertid en betydande temperaturskillnad för att generera en betydande mängd effekt. Forskare undersöker nya material och mönster för att förbättra effektiviteten.
* piezoelektriska material: Vissa material genererar elektricitet när de är fysiskt komprimerade eller sträckta. Forskare experimenterar med piezoelektriska material integrerade i kläder eller bärbara enheter för att fånga mekanisk energi från kroppsrörelser, som kan omvandlas till el.
* Biobränsleceller: Dessa enheter använder enzymer för att bryta ner organiska molekyler i kroppen och generera elektricitet. Samtidigt som de lovande är biobränsleceller fortfarande i de tidiga stadierna av utveckling och möter utmaningar relaterade till stabilitet och effektivitet.
Aktuella applikationer:
* bärbara sensorer: TEG kan användas för att driva lågeffektsensorer för hälsoövervakning, som hjärtfrekvens och temperatur.
* Forskning och utveckling: Forskare undersöker aktivt potentialen för skörd av kroppsvärmeenergi för applikationer på implanterbara medicinska utrustning och andra nischområden.
Slutsats:
Medan man direkt konverterar kroppsvärme till el ansikten betydande utmaningar, utvecklas fältet snabbt. Forskning inom materialvetenskap, nanoteknik och bioginering öppnar upp nya möjligheter. Det är troligt att vi i framtiden kan se effektivare och praktiska tekniker som kan utnyttja kraften i vår kroppsvärme.
