Как ученые пытаются сделать из человека батарейку

Ученые из Университета штата Колорадо в Боулдере представили на прошлой неделе бюджетное носимое устройство, которое способно трансформировать тепло человеческого тела в электроэнергию. Команда Цзяньляня Сяо рассчитывает, что их изобретение уже через несколько лет выйдет на рынок и поможет создать носимые гаджеты, которые никогда не придется ставить на зарядку.

Команда ученых во главе с доцентом Университета штата Колорадо в Боулдере Цзяньлянем Сяо создала миниатюрный прибор, который, не подключаясь к электросети или внешним устройствам накопления электроэнергии, способен подзаряжать носимые гаджеты. Само устройство было описано в научном журнале Science Advances как «высокоэффективный носимый термоэлектрический генератор с возможностью самовосстановления, переработки и реконфигурации подобно конструктору Lego».

Устройство имеет эластичную базу, изготовленную из материала полиимина. В это основание были вставлены тонкие термоэлектрические чипы, соединенные между собой жидкометаллическими проводами.

Конечный продукт выглядит как нечто среднее между пластиковым браслетом и миниатюрной материнской платой компьютера или, возможно, технологичным бриллиантовым кольцом»,— отмечается в журнале.

«Всякий раз, когда вы используете батарею, вы истощаете эту батарею и в конечном счете должны будете заменить ее. Самое приятное в нашем термоэлектрическом приборе то, что вы можете носить его и он обеспечивает вас постоянной энергией»,— заявил господин Сяо. Пока устройство способно вырабатывать лишь один вольт электроэнергии с каждого сантиметра своей поверхности, соприкасающейся с кожей человека. Тем не менее этого должно хватать, чтобы поддерживать бесконечную работу фитнес-браслета, умных часов или другого носимого гаджета.

Впрочем, это не первое подобное устройство. Еще в 2016 году ученые Университета штата Северной Каролины представили свой вариант гаджета, больше походившего на пластырь, который можно было наклеить на любой участок кожи и даже на футболку. При этом он был способен вырабатывать всего 20 микроватт с каждого квадратного сантиметра поверхности. Этого было явно недостаточно, чтобы обеспечить работу смартфона, но уже достаточно, чтобы не менять батарейки у пульсометра, акселерометра или другого простого и небольшого измерительного прибора.

Уже готовое носимое устройство, подзаряжающееся от человеческого тела, в том же 2016 году представил стартап Matrix Industries. Однако их умные часы PowerWatch, по признаниям самих же разработчиков, на самом деле не могли продолжать работу без подзарядки и только за счет термоэлектрического генератора. Именно поэтому в модель второго поколения была встроена еще и солнечная батарея — вокруг всего циферблата.

Очевидным и первоочередным рынком для устройств, не нуждающихся в подзарядке, станет медицина.

Это различные приборы для отслеживания медицинских показателей человека. Кроме того, технология может пригодиться в нейроимплантации, чтобы вживленные в организм человека микрочипы и электронные устройства не приходилось постоянно подзаряжать или вытаскивать хирургическим путем для замены батареек.

Когда теплоэлектрические генераторы, работающие от человеческого тела, станут готовой и повсеместной технологией, точно пока неизвестно. Господин Сяо считает, что его устройство будет готово к симбиозу с мобильными гаджетами и реальному использованию только через пять-десять лет.