Un pequeño generador atrapa el calor generado por la piel para alimentar los wearables.

Los científicos en China han desarrollado un dispositivo pequeño y flexible que puede convertir el calor emitido por la piel humana en electricidad. En su investigación, presentaron el 29 de abril en la revista La célula informa la ciencia física.El equipo demostró que el dispositivo puede encender un LED en tiempo real cuando se usa en una pulsera. Los hallazgos sugieren que la temperatura corporal algún día podría alimentar dispositivos electrónicos como monitores de actividad física.

Este dispositivo es un generador termoeléctrico (TEG) que utiliza gradientes de temperatura para generar energía. En este proyecto, los científicos están utilizando la diferencia entre una temperatura corporal más alta y un ambiente relativamente más frío para generar energía.

“Esta es un área con un gran potencial”, dice el autor corresponsal Qian Zhang del Instituto de Tecnología de Harbin en Shenzhen. “TEG puede recuperar la energía perdida como calor perdido y así mejorar la tasa de utilización de la capacidad ”.

A diferencia de los generadores tradicionales que utilizan la energía del movimiento para generar energía, generadores termoeléctricos no tienen partes móviles y, por lo tanto, prácticamente no requieren mantenimiento. Estos generadores se instalan en máquinas ubicadas en Areas remotas y a bordo sondas espaciales para suministrar energía.

Zhang y sus colegas han estado trabajando en el diseño de generadores termoeléctricos durante años. Con la creciente popularidad de los dispositivos portátiles en los últimos años, el equipo quería investigar si estos generadores confiables podrían reemplazar las baterías tradicionales en estos dispositivos, incluidos los rastreadores de actividad física, los relojes inteligentes y los biosensores.

“No subestime la diferencia de temperatura entre nuestro cuerpo y el medio ambiente; es pequeña, pero nuestro experimento muestra que aún puede generar energía”, dice.

Los TEG convencionales suelen ser rígidos y pueden soportar menos de 200 tiempos de flexión. Aunque los tipos flexibles pueden cumplir con los requisitos de flexión, su rendimiento es generalmente inadecuado. Para superar esta limitación y hacer que el dispositivo sea más portátil, los científicos combinaron componentes eléctricos básicos con un poliuretano extensible y más adhesivo. Las pruebas han demostrado que el dispositivo ha resistido al menos 10,000 curvas múltiples sin cambios significativos en el rendimiento.

Además, los TEG disponibles comercialmente se basan en gran medida en el bismuto, un metal raro, que no está presente de forma natural en grandes cantidades. En el nuevo diseño, se ha reemplazado parcialmente con un material a base de magnesio, que puede reducir significativamente los costos de producción a gran escala.

Los investigadores diseñaron un prototipo de un sistema electrónico autoamplificado. Conectaron el LED a una banda TEG de 4.5 y 1.1 de ancho. Luego, el equipo envolvió una pulsera TEG alrededor de la muñeca de una persona cuya temperatura corporal era de 92.9 F en condiciones ambientales. Con la diferencia de temperatura, el generador recogió el calor desprendido de la piel e iluminó eficazmente el LED.

“Nuestro prototipo ya funciona bien cuando se lanza al mercado”, dice el autor corresponsal Feng Cao del Instituto de Tecnología de Harbin en Shenzhen. Añade que con un convertidor de voltaje adecuado, el sistema puede alimentar la electrónica, p. Ej. relojes inteligentes y sensores de frecuencia cardíaca.

En el futuro, el equipo planea mejorar aún más el diseño, por lo que equipo puede absorber el calor de manera más eficiente.

“Existe una demanda creciente de energía más ecológica, y los TEG son una excelente opción, ya que pueden convertir el calor desperdiciado en energía”, dice Cao. “Si bien la energía solar, por ejemplo, solo se puede producir cuando hay sol, los TEG pueden producir energía en muchos escenarios, siempre que haya una diferencia de temperatura”.