Ένα 15χρονο κορίτσι τροφοδοτεί φακό μόνο με τη θερμότητα του χεριού της – Δείτε βίντεο

Θα μπορούσε το ανθρώπινο σώμα να δώσει ενέργεια σε έναν φακό?

Η Καναδή έφηβη Αν Μακόσινσκι έδωσε πρακτική μορφή σε αυτή την ιδέα, κατασκευάζοντας ένα φως που λειτουργεί με τη θερμότητα της παλάμης. Δεν χρειάζεται μπαταρίες ή φόρτιση: μια μικρή διαφορά θερμοκρασίας αρκεί για να παραχθεί το ηλεκτρικό ρεύμα που ανάβει ένα LED.

Για να φτιάξει τον φακό, η Μακόσινσκι αξιοποίησε τη θερμοηλεκτρική παραγωγή, μια διαδικασία μετατροπής της θερμότητας σε ηλεκτρική ενέργεια. Βασίστηκε στη διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στο χέρι και τον αέρα γύρω του, ώστε να τροφοδοτήσει τη συσκευή.

Η εφεύρεση της νεαρής δημιουργού προσέλκυσε ενδιαφέρον, ενώ πάνω από δέκα χρόνια αργότερα οι ερευνητές συνεχίζουν να εξετάζουν ανάλογες τεχνολογίες. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται σε μικρές φορετές συσκευές, οι οποίες χρειάζονται ελάχιστη ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσουν.

Η αρχή λειτουργίας του φακού της Μακόσινσκι είναι απλή: μια θερμοηλεκτρική συσκευή παράγει ρεύμα όταν οι δύο πλευρές της έχουν διαφορετική θερμοκρασία. Κρατώντας τον φακό, ο χρήστης ζεσταίνει τη μία πλευρά των θερμοηλεκτρικών στοιχείων με το χέρι του, ενώ η άλλη μένει ψυχρότερη, εκτεθειμένη στον αέρα.

Με αυτόν τον τρόπο δημιουργείται ένα μικρό ηλεκτρικό κύκλωμα που παρέχει ενέργεια σε ένα φωτεινό LED. Το NBC News σημείωσε πως το ενδιαφέρον στην εφεύρεση ήταν ότι η νεαρή δημιουργός αξιοποίησε υπάρχουσα τεχνολογία και την έκανε χρήσιμη στην καθημερινότητα.

Η χρήση LED συνέβαλε επίσης καθοριστικά στην επιτυχία της κατασκευής. Καθώς απαιτούν σχετικά μικρή ποσότητα ρεύματος για να φωτίσουν, τα LED ταιριάζουν σε μια συσκευή που αντλεί ενέργεια από τη θερμότητα του σώματος.

«Ο φακός που έφτιαξα είναι περισσότερο πρωτότυπο παρά τελικό προϊόν, αλλά τα εξαρτήματα της συσκευής μου είναι αρκετά ανθεκτικά», έγραψε. Πρόσθεσε ακόμη: «Αν επρόκειτο να χρησιμοποιηθεί και να κατασκευαστεί, θα προσπαθούσα να σφραγίσω τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα σε κάποιο είδος περιβλήματος, ώστε να μην εκτίθενται έντονα στα στοιχεία της φύσης (π.χ. νερό) και επομένως να διαρκούν περισσότερο».

Γιατί δεν αρκεί η θερμότητα του σώματος;
Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τη θερμότητα του σώματος είναι εφικτή, όμως η ισχύς που μπορεί να προσφέρει παραμένει περιορισμένη. Βασικό εμπόδιο αποτελεί η διαφορά θερμοκρασίας: όταν ο αέρας φτάσει κοντά στη θερμοκρασία του χεριού, μειώνεται το ρεύμα που δίνει ο φακός. Αν η διαφορά είναι πολύ μικρή, το σύστημα δυσκολεύεται να εξασφαλίσει την απαιτούμενη ενέργεια.

Σύμφωνα με τα επιστημονικά στοιχεία που είναι διαθέσιμα στο PubMed Central (PMC), οι θερμοηλεκτρικές γεννήτριες που φοριούνται στο σώμα αποδίδουν συχνά ενέργεια της τάξης των μικροβάτ. Πρόκειται για πολύ μικρή ισχύ, γι’ αυτό και η συγκεκριμένη τεχνολογία ενδείκνυται κυρίως για ηλεκτρονικές εφαρμογές με χαμηλές ενεργειακές απαιτήσεις. Σημαντικός είναι και ο σχεδιασμός: πρέπει να διατηρείται η ροή θερμότητας, χωρίς τα ηλεκτρονικά να καταναλώνουν περισσότερο ρεύμα από αυτό που παράγεται.

Για να αντιμετωπίσει τους περιορισμούς αυτούς, η Μακόσινσκι φρόντισε ο φακός να χρειάζεται ελάχιστη ενέργεια. Δεν επιχείρησε να τροφοδοτήσει μια απαιτητική συσκευή, αλλά εστίασε σε έναν συγκεκριμένο στόχο: να ανάψει ένα LED.

Φορετές συσκευές που αξιοποιούν τη θερμότητα του σώματος
Παρά τους περιορισμούς, η τεχνολογία που αξιοποίησε έχει θέση στη σημερινή έρευνα για τα φορετά ηλεκτρονικά. Επιστήμονες έχουν δημιουργήσει εύκαμπτες θερμοηλεκτρικές γεννήτριες, οι οποίες συλλέγουν τη θερμότητα του σώματος και τη μετατρέπουν σε ηλεκτρισμό για μικρούς αισθητήρες και συστήματα Bluetooth.

Όπως γράφουν οι Times of India, οι νεότερες κατασκευές συνδυάζουν θερμοηλεκτρικά στοιχεία με συστήματα διαχείρισης ενέργειας, ώστε να λειτουργούν με σχετικά μικρές θερμοκρασιακές διαφορές. Ωστόσο, το βασικό πρόβλημα παραμένει: η θερμότητα του σώματος παράγει περιορισμένη ενέργεια, η οποία μεταβάλλεται ανάλογα με το περιβάλλον και τον τρόπο κατασκευής της συσκευής.

Δείτε το βίντεο εδώ