Neue Smartwatch-Technologie könnte Strom aus Körperwärme erzeugen
Forscher haben ein neues flexibles Material entwickelt, das in der Lage ist, menschliche Körperwärme in Elektrizität umzuwandeln. Dieser Durchbruch könnte eine alternative Stromquelle für Smartwatches und andere tragbare Geräte darstellen.
Das Material wurde von Wissenschaftlern des Instituts für Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelt, so ein in Science veröffentlichter Bericht. Wenn es erfolgreich für Unterhaltungselektronik adaptiert wird, könnte die Technologie die Abhängigkeit von herkömmlichen Batterien in tragbaren Geräten reduzieren.
Wärme in Elektrizität umwandeln
Das neu entwickelte Material basiert auf einer flexiblen Polymerstruktur, die darauf ausgelegt ist, die thermoelektrische Leistung zu verbessern. Thermoelektrische Materialien erzeugen elektrische Energie aus Temperaturunterschieden. Im Falle von tragbaren Geräten entsteht dieser Unterschied durch den Kontrast zwischen Körperwärme und der Umgebung.
Die Forscher haben das Material mit einer hierarchisch porösen Struktur entworfen. Dazu wurde ein Polymer mit einem speziellen Trennmittel gemischt, das später während des Herstellungsprozesses entfernt wurde. Nachdem das Trennmittel extrahiert wurde, verblieb ein Netzwerk aus mikroskopischen und nanoskaligen Poren im Material.
Diese poröse Architektur reduziert die Wärmeübertragung innerhalb des Materials selbst, was dazu beiträgt, den Temperaturgradienten aufrechtzuerhalten, der für eine effiziente thermoelektrische Energieerzeugung erforderlich ist.
Verbesserte Effizienz durch Materialstruktur
Laut dem Forschungsteam reduziert die neue Struktur den internen Wärmeverlust um etwa 72 Prozent. Gleichzeitig fördert die Konfiguration eine geordnetere Ausrichtung der Polymermoleküle.
Diese molekulare Anordnung verbessert die Bewegung elektrischer Ladungen innerhalb des Materials und erhöht dessen elektrische Leitfähigkeit um etwa 25 Prozent.
Bei Labortests zeigte die resultierende Folie einen thermoelektrischen Effizienzwert von 1,64 bei einer Temperatur von etwa 70 °C, was auf vielversprechende Leistungen für flexible Energieerzeugungsanwendungen hindeutet.
Potenzielle Anwendungen in tragbaren Geräten
Die Forscher vermuten, dass das Material in Smartwatches und anderer tragbarer Elektronik als zusätzliche Energiequelle verwendet werden könnte. Geräte, die kontinuierlich kleine Mengen an Elektrizität aus Körperwärme erzeugen, müssten seltener aufgeladen werden oder könnten potenziell längere Zeiträume zwischen den Ladevorgängen betrieben werden.
Ein weiterer wichtiger Vorteil ist die Herstellbarkeit. Das Material kann in größeren Maßstäben mit sprühbasierten Fertigungstechniken ähnlich dem Drucken hergestellt werden, was die zukünftige industrielle Produktion vereinfachen könnte.
Obwohl die Technologie noch in der Forschungsphase ist, zeigt sie, wie Fortschritte in der Materialwissenschaft die nächste Generation von tragbaren Geräten beeinflussen könnten, einschließlich Smartwatches, die weniger auf herkömmliche Batteriesysteme angewiesen sind.
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