تولید برق از گرمای بدن توسط ابزار الکتریکی ارتجاعی

ابزارهای پوشیدنی که روز به روز به محبوبیت‌‌شان افزود می‌شود به منظور نظارت بر معیارهای محیطی و بهداشتی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. سامانه های ارتجاعی در مقایسه با ابزارهای سخت موجود محبوبیت کمتری دارند، زیرا به اندازه‌ی این ابزارها در تبدیل گرمای بدن به برق توانمند نیستند.

مهمت اوزتورک (Mehmet Ozturk)، پروفسور مهندسی برق و کامپوتر دانشگاه کارولینای شمالی که نویسنده ارشد این مقاله نیز است، گفت: ما در پی طراحی برداشت ‌کننده ترموالکتریک ارتجاعی بودیم که مواد بکار رفته در ساخت آن مشابه ابزارهای سخت باشد ولی عملکردی در همان سطح یا بهتر را داشته باشد.

این تیم تحقیقاتی در پی راهی بودند که با استفاده از بهترین مواد ترموالکتریک به کاررفته در ابزارهای سخت در بسته بندی ارتجاعی، سازندگان به مواد جدیدی به منظور تولید ابزارهای انعطاف‌پذیر احتیاج نداشته باشند.

اوزتورک یکی از چالش‌های عمده بر سر راه برداشت‌کننده انعطاف‌پذیر را متصل نمودن عناصر ترموالکتریک به طور سری با استفاده از رابط‌های قابل اعتماد با مقاومت پایین دانست. وی در ادامه افزود: در این طرح ما از فلز مایع گالیم و اندیم (آلیاژغیرسمی موسوم به EGaIn) برای اتصال این عناصر ترموالکتریکی استفاده کردیم. مقاومت الکتریکی این اتصالات بسیار کم است که این موضوع حائز اهمیت می‌باشد، زیرا الکتریسیته تولید شده با مقاومت رابطه معکوس دارد، بدین معنی که هر چه مقاومت پایین‌تر باشد میزان برق تولید شده بیشتر است. علاوه بر این فلز مایع می‌تواند در صورت شکسته شدن اتصال، ترمیم شده و کارایی ابزار را احیا می‌کند.

این تیم تحقیقاتی در آینده بر روی ارتقای کارایی‌های این ابزار ارتجاعی تمرکز خواهند داشت و مواد و تکنیک‌های مختلف را برای حذف ‌مقاومت پارازیتی این ابزار بکار خواهند برند. در سال ۲۰۱۶ نیز وشایی و همکارانش نمونه‌های اولیه و آزمایشی ابزار پوشیدنی مشابه‌ی را ابداع کردند که گرمای بدن را به برق تبدیل می‌کرد.

جزئیات دستاورد علمی فوق در مجله Applied Energy  منتشر شده است.