Az izzadás egy nap energiát adhat egy eszköznek

A zöldebb elektronika felé vezető egyik út magában foglalhatja a jó izzadtságot. A mérnökök izzadsággal működő energiatároló rendszereket terveznek. Az egyik a sós nedvességet használja egy szuperkondenzátor feltöltésére. A tárolt energiát később LED-ek meggyújtására vagy valamilyen típusú elektronika működtetésére lehet felhasználni.

Az akkumulátorhoz hasonlóan a szuperkondenzátor tárolja az energiát. A kutatók május 11-én ismertették új modelljüket az Advanced Materials-ben. Az ilyen izzadsággal működő eszközök megnyithatják az utat a viselhető technológiához, amely biztonságosabb és fenntarthatóbb.

A mai hordható elektronikához tartoznak a testhez rögzített kütyük, például órák és fitneszkövetők. De a mérnökök olyan elektronikát is terveznek, amely a ruházat része vagy közvetlenül a bőrre tapad. „Sokszor olyan anyagokból készülnek, amelyek nem fenntarthatóak vagy környezetbarátok” – mondja Ravinder Dahiya. Elektronikai mérnök a skóciai Glasgow-i Egyetemen.

A legtöbb hordható eszközt ma akkumulátorok táplálják. Ezek az akkumulátorok gyakran káros vegyi anyagokat, például savakat tartalmaznak. Amikor eljött az elemek ártalmatlanításának ideje, vegyszereik károsíthatják a környezetet. A biztonságosabb technológia érdekében „miért ne használna akkor valami testnedvet?” – kérdezi Dahiya.

A verejték az új eszköz elektrolitja vagy töltéshordozója. „Ez egyfajta új módja az izzadás felhasználásának” – jegyzi meg Mallika Bariya. Az elektrolitok „ezeknek a szuperkondenzátoroknak vagy akár az akkumulátoroknak fontos összetevői” – jegyzi meg. Szükségük van ezekre az eszközökre az áramellátáshoz.

Az emberek gyakran úgy gondolnak az izzadságra, mint durva vagy nem kívánt. De az izzadás érdekes, érvel. Elmondhatja valakinek az egészségét. Ezenkívül kémiai összetétele is változhat attól függően, hogy a test melyik része alkotja. Ez az új munka „valóban azt mutatja, hogy az izzadság nem… haszontalan, rosszindulatú folyadék” – mondja. – Ez az, amin többet kellene gondolkodnunk.

Készülékük elkészítéséhez a glasgow-i csapat egy darab ruhával kezdte. Poliészterből és cellulózból készült, kemény anyagból, amely sejtfalakat képez a növényekben. A szövet mindkét oldalán a kutatók egy elektromosan vezető polimert tartalmazó oldatot ejtettek. A polimerek hosszú molekulák, amelyek kémiai egységekből állnak, amelyek újra és újra megismétlődnek. Miután az oldat megszáradt, a polimer rétegek elektródákká váltak. Ezek az elektródák elektromos töltést tárolnak.

Most izzadságra van szüksége, amelyet a ruha felszív a bőrből. A verejték sókat tartalmaz. Minden sómolekula tartalmaz egy pár iont, atomot elektromos töltéssel. Az egyik ion pozitív, a másik negatív töltésű. A szuperkondenzátorban ezek a töltések elválnak. A pozitív ionok az egyik elektródára, a negatívok a másikra mozognak. Ezek az ionok reagálnak a polimerrel.

Ha az elektródákat egy eszközhöz (például LED -lámpához) csatlakoztatják, akkor a reakciók által előállított elektromos áram kiáramolhat annak működtetéséhez. Ez végül kimeríti a kondenzátor töltését. Az újratöltés több izzadságot igényel.

A kutatók egy része kondenzátort kötött az ingére, és futni kezdett. A készülék elegendő energiát tudott előállítani néhány LED kigyulladásához. A kondenzátor egy érzékelőt is táplált, amely az illető izzadságának sótartalmát mérte. A csapat mesterséges verejtékkel is tesztelte a készüléket, amely vizet és sókat tartalmazott. A készülék most körülbelül ötször több energiát termel, mint a természetes nedvességgel. Ennek az lehet az oka, hogy nem volt elég izzadság a futók ingén, hogy a nedvességtartalom teljesen nedves legyen.

A készülék több ezer töltési és kisütési cikluson keresztül működött. Csavart és hajlított állapotban is megőrizte teljesítményét. Mosás után rosszabbul ment. A polimer egy része elmosódott, ami a kondenzátor teljesítményének csökkenését okozta.

A verejték „a kevés rendelkezésre álló energiaforrás egyike a bőrön” – jegyzi meg Seokheun Choi. Villamosmérnök, a New York-i Binghamton Egyetemen dolgozik. Rámutat, hogy az izzadság felhasználásával az emberek hasznosítani tudják az energiát, amely általában kárba vesz.

Ezeknek az eszközöknek az energiája meglehetősen alacsony. Choi szerint azonban lökést kaphatnak, ha más rendszerekkel együttműködnek, amelyek kihasználják az izzadságot. Egy csapat tagja, amely egy ilyen eszközön, egy üzemanyagcella-típuson dolgozik. Izzadságfaló mikrobákra támaszkodik, hogy energiát termeljen. Egy ilyen megközelítés izgalmas és fenntartható elektronikát készíthet izzadsággal.