Μια έφηβη από τον Καναδά, η Αν Μακόσινσκι, μετέτρεψε αυτή την ιδέα σε μια λειτουργική εφεύρεση, δημιουργώντας ένα φως που λειτουργεί με τη ζεστασιά ενός ανθρώπινου χεριού. Χωρίς μπαταρίες, χωρίς φόρτιση, μόνο μια μικρή διαφορά θερμοκρασίας που παράγει αρκετό ηλεκτρισμό για να ανάψει ένα LED.
Η Μακόσινσκι χρησιμοποίησε μια διαδικασία που ονομάζεται θερμοηλεκτρική παραγωγή, η οποία μετατρέπει τη θερμότητα σε ηλεκτρισμό. Χρησιμοποιώντας τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του χεριού κάποιου και του περιβάλλοντος αέρα, βρήκε έναν τρόπο να τροφοδοτήσει έναν φακό.
Η εφεύρεσή της τράβηξε την προσοχή και περισσότερο από μια δεκαετία αργότερα, οι ερευνητές εξακολουθούν να διερευνούν παρόμοια τεχνολογία, ειδικά για μικρές φορετές συσκευές που χρειάζονται πολύ λίγη ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσουν.
Το μυστικό πίσω από τον φακό του Makosinski είναι μια απλή ιδέα: όταν οι δύο πλευρές μιας θερμοηλεκτρικής συσκευής βρίσκονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες, η συσκευή μπορεί να παράγει ηλεκτρισμό. Όταν κάποιος κρατάει τον φακό, το χέρι του θερμαίνει τη μία πλευρά των θερμοηλεκτρικών εξαρτημάτων του, ενώ η άλλη πλευρά παραμένει πιο δροσερή επειδή είναι εκτεθειμένη στον περιβάλλοντα αέρα.
Αυτή η διαφορά δημιουργεί ένα μικρό ηλεκτρικό κύκλωμα, το οποίο χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία ενός φωτεινού LED . Σύμφωνα με το NBC News , αυτό που έκανε την εφεύρεση ενδιαφέρουσα ήταν ο τρόπος με τον οποίο το νεαρό κορίτσι πήρε μια υπάρχουσα τεχνολογία και τη μετέτρεψε σε κάτι που οι άνθρωποι θα μπορούσαν πραγματικά να χρησιμοποιήσουν.
Η επιλογή ενός LED ήταν επίσης ένας από τους παράγοντες που οδήγησε στην επιτυχία του έργου. Τα LED χρειάζονται σχετικά λίγη ηλεκτρική ενέργεια για να παράγουν φως, γεγονός που τα καθιστά ιδανικά για μια συσκευή που τροφοδοτείται 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. Εξήγησε επίσης ότι: «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 η θερμότητα του σώματος δεν είναι αρκετή;
Η μετατροπή της θερμότητας του σώματος σε ηλεκτρική ενέργεια λειτουργεί, αλλά υπάρχει ένα όριο στην ποσότητα ενέργειας που μπορεί να παρέχει. Η μεγαλύτερη πρόκληση είναι η ίδια η διαφορά θερμοκρασίας. Εάν ο περιβάλλοντας αέρας πλησιάσει τη θερμοκρασία του χεριού του ατόμου , ο φακός παράγει λιγότερο ηλεκτρικό ρεύμα. Χωρίς αρκετή διαφορά, το σύστημα δυσκολεύεται να παράγει την ενέργεια που χρειάζεται.
Όπως αναφέρεται από την επιστημονική έρευνα που είναι διαθέσιμη μέσω του PubMed Central (PMC), οι φορητές θερμοηλεκτρικές γεννήτριες συχνά παράγουν ηλεκτρική ενέργεια που μετριέται σε μικροβάτ. Αυτή είναι μια μικρή ποσότητα ενέργειας, γεγονός που εξηγεί γιατί η τεχνολογία είναι κυρίως κατάλληλη για ηλεκτρονικά με πολύ χαμηλές ενεργειακές ανάγκες. Ο σχεδιασμός έχει επίσης σημασία, καθώς η συσκευή πρέπει να διατηρεί μια ροή θερμότητας, διασφαλίζοντας παράλληλα ότι τα ηλεκτρονικά της εξαρτήματα δεν καταναλώνουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από όση λαμβάνουν.
Η Μακόσινσκι προσπάθησε να παρακάμψει αυτά τα όρια διατηρώντας χαμηλές τις ενεργειακές ανάγκες του φακού. Αντί να προσπαθεί να τροφοδοτήσει κάτι απαιτητικό, επικεντρώθηκε σε ένα μόνο έργο: να κάνει ένα LED να λάμπει .
Φορετές συσκευές που τροφοδοτούνται από τη θερμότητα του σώματος
Παρόλα αυτά, η τεχνολογία πίσω από αυτήν έχει βρει μια θέση στην τρέχουσα έρευνα για τα φορητά ηλεκτρονικά . Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει εύκαμπτες θερμοηλεκτρικές γεννήτριες που μπορούν να συλλαμβάνουν τη θερμότητα του σώματος και να τη μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια για μικρούς αισθητήρες και συστήματα που σχετίζονται με Bluetooth.
Όπως αναφέρουν οι Times of India , αυτές οι νεότερες συσκευές συνδυάζουν θερμοηλεκτρική τεχνολογία με συστήματα διαχείρισης ενέργειας που τις βοηθούν να λειτουργούν χρησιμοποιώντας σχετικά μικρές διαφορές θερμοκρασίας. Η πρόκληση, ωστόσο, δεν έχει εξαφανιστεί. Η θερμότητα του σώματος παρέχει περιορισμένη ηλεκτρική ενέργεια και η διαθέσιμη ποσότητα αλλάζει ανάλογα με τις συνθήκες περιβάλλοντος και τον τρόπο κατασκευής της συσκευής.
Δείτε ΒΙΝΤΕΟ ΕΔΩ
(photo: pixabay)