Tijekom godina elektronički uređaji su postali sve manji i brži, no vječni neprijatelj njihovu radu ostao je isti - baterije. Ključni dio svakog elektroničkog sustava, baterije određuju koliko je neki uređaj zapravo dobar. Potraga za većom snagom i brzinom uređaja traje već neko vrijeme, a uzrokovala je i dovođenje korisnika u opasne situacije, primjerice prisjetimo se eksplozija uređaja Samsung Galaxy Note. Nameće se potreba za pronalaskom drugačijih izvora energije.
Jedno rješenje je uređaj koji će stvarati električnu energiju iz kinetičke energije ili iz tjelesne topline bez korištenja interne baterije, piše The Verge. Iako će biti potrebno neko vrijeme prije no što odbacimo punjače za gadgete, znanstvenici i kompanije diljem svijeta rade na rješenju tog problema.
Ključni zahtjev koji većina istraživača nastoji ispuniti kod razvoja takvog uređaja je zdravlje, pogotovo kod implantacije uređaja kao što su trajni elektrostimulatori srca - pejsmejkeri.
- Ako uređaj radi na baterije, za zamjenu baterije je potrebna operacija, tako da pronalazak ovakvog uređaja za korištenje u medicinske svrhe može znatno utjecati na ljudske živote, kazala je Dina El-Damak, profesorica na Sveučilištu Sjeverna Kalifornija.
Osim kod ‘pejsmejkera‘, to će također pomoći i kod moždanih implantanata, kao i kod Neuralinka koji Elon Musk pokušava stvoriti. Trenutno većina moždanih implantanata traje manje od pet godina, a dugotrajan implantat mora imati dugotrajne baterije.
Energija iz tjelesne toplice
Postoji mnogo načina kako uređaji na vlastiti pogon mogu raditi, a jedan od njih je piezoelektrična energija koja se stvara primjenom pritiska na određene materijale. Drugi način je stvaranje energije iz pokreta. Ipak, nije baš praktično imati uređaj koji radi samo kada ste u pokretu, pa je za mnoge istraživače najbolji izvor energije tjelesna toplina ili termogenerator.
>>>Samsung lansira novu verziju ‘eksplozivnog’ Galaxy Note 7
Termoelektrični generator uvijek funkcionira jer je temperatura ljudskog tijela gotovo uvijek drugačija od temperature zraka. Termo generator će iskoristiti temperaturne razlike za stvaranje energije. Prošle godine je tim predvođen elektrotehničarom Daryooshom Vashaeeom na Sveučilištu Sjeverna Karolina izradio uređaj koji upravo tako funkcionira.
Uređaj čini metalna kartica koja može biti ugrađena u košulju ili se nositi na narukvici, a rezultati rada objavljeni su u časopisu Applied Energy.
Očita prednost tjelesne topline je to što osoba ne mora ništa raditi kako bi uređaj generirao energiju, no ograničenje je u tome što može proizvesti jako malo snage odjednom.
Generator stvara moć u mikrovatima, što nikada neće biti dovoljno da pokrene pametni telefon ili bilo koji drugi uređaj. Moguće je napraviti kolektore koji će prikupljati više energije, no oni bi morali biti veliki i nezgrapni, stoga bi bili teži za nositi na, primjerice, odjeći.
Jedan od velikih problema takvih uređaja je i to da iz baterije energija ‘curi‘, ako se baterija neko vrijeme ne koristi izgubit će se dio pohranjene energije, tako da se znatni napori ulažu u istraživanje kako to izbjeći.
Sveučilište Sjeverne Karoline osnovalo je konzorcij, ASSIST, koji je posvećen izradi nisko pogonskih uređaja bez elektronike za primjenu u zdravstvu. Istraživačku grupu financira Nacionalna zaklada za znanost, a već su stvorili prototip za zdravstveno praćenje, otkrila je direktorica ASSIST-a, Veena Misra.
>>>Londonske ulične svjetiljke pretvorene u punjače električnih vozila
Uređaj pogonjen tjelesnom toplinom sastoji se od velike narukvice i flastera na prsima. Narukvica prati indikatore poput vlage, temperature, pa čak i organskih spojeva u zraku, dok flaster prati srčani ritam, pokret i brzinu disanja.
Energija trenja
Struja se može generirati i trenjem, slično trljanju dva komada tkanine jedan o drugi kada nastaje statički elektricitet, a naziva se triboelektrični učinak. Skupina znanstvenika koristila je oba izvora, pokret i tribolektrični učinak, kako bi stvorili uređaj koji dodirom ruke može generirati nekoliko watta energije po kvadratnom metru, što je dovoljno da se privremeno uključe sitne žarulje.
Triboelektrični učinak je univerzalan, što znači da bilo koja dva materijala mogu stvoriti učinak, no najbolje funkcionira na polimerima. Kod ove metode postoji više mogućnosti nego kod drugih, što može generirati više energije nego korištenjem tjelesne topline.
>>>Učenici dubrovačke Obrtničke i tehničke škole izradili solarni automobil ‘Ruđer 01’
Jedna od ključnih inovacija cijelog projekta je fleksibilnost, a Zhong Lin Wang ko-autor studije kazao je da je moguće tvoriti sigurnosni sustav koji koristi senzore ugrađene u tepih ili zavjese.
I Wang i Misra kroz ASSIST surađuju s industrijskim partnerima kako bi što prije doveli takvu tehnologiju na tržište. Ipak, konačan datum još uvijek je nepoznat.