Cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura (NTU Cingapura) desenvolveram uma bateria flexível e flexível que é alimentada pela transpiração humana.
O protótipo da bateria consiste em eletrodos de flocos de prata impressos que geram eletricidade na presença de suor. Medindo 2 cm por 2 cm e tão plana quanto uma pequena bandagem de papel, a bateria é fixada em um tecido flexível e absorvente de suor que pode ser estendido e acoplado a dispositivos vestíveis, como relógios, pulseiras ou braceletes.
Para demonstrar seu uso potencial ao ser incorporado em biossensores vestíveis e outros dispositivos eletrônicos, a equipe de cientistas testou seu dispositivo com suor humano artificial.
Em um teste separado, a equipe relatou que um indivíduo com a bateria no pulso e pedalando em uma bicicleta ergométrica por 30 minutos foi capaz de gerar uma tensão de 4.2 V e potência de saída de 3.9 mW, o que foi suficiente para alimentar um sensor de temperatura comercial dispositivo e enviar os dados continuamente para um smartphone via Bluetooth.
A bateria não contém metais pesados ou produtos químicos tóxicos ao contrário das baterias convencionais, que muitas vezes são construídas com materiais insustentáveis que são prejudiciais ao meio ambiente.
Servindo como uma alternativa mais sustentável que poderia reduzir o lixo eletrônico prejudicial, o desenvolvimento da bateria movida a suor reflete o compromisso da NTU em encontrar soluções para mitigar nosso impacto no meio ambiente. Este é um dos quatro grandes desafios da humanidade que a NTU busca abordar no plano estratégico NTU 2025.
O cientista de materiais, professor Lee Pooi See, e reitor do NTU Graduate College, que liderou o estudo, disse: “Nosso tecnologia anuncia um marco anteriormente inalcançável no design de dispositivos vestíveis. Ao capitalizar um produto omnipresente, a transpiração, poderíamos estar a procurar uma forma mais ecológica de alimentar dispositivos vestíveis que não dependam de baterias convencionais. É uma fonte quase garantida de energia produzida pelo nosso corpo. Esperamos que a bateria seja capaz de alimentar todos os tipos de dispositivos vestíveis.”
O Dr. Lyu Jian, pesquisador da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da NTU, disse: “As baterias convencionais são mais baratas e mais comuns do que nunca, mas muitas vezes são construídas com materiais insustentáveis que são prejudiciais ao meio ambiente. Eles também são potencialmente prejudiciais em dispositivos vestíveis, onde uma bateria quebrada pode derramar fluidos tóxicos na pele humana. Nosso dispositivo pode fornecer uma oportunidade real de eliminar totalmente esses materiais tóxicos. ”
Destacando a importância do trabalho realizado pela equipe de pesquisa da NTU, a Professora Associada Irene Goldthorpe do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade de Waterloo, Canadá, que não está envolvida na pesquisa, disse: “É bem sabido que os eletrônicos não gostam de umidade e, portanto, os dispositivos vestíveis são normalmente totalmente encapsulados para protegê-los do suor. Este trabalho transforma o suor de um obstáculo em um trunfo, mostrando que pode melhorar a condutividade das interconexões impressas e até mesmo usando o suor como eletrólito em uma bateria usável e dobrável. Isso pode abrir um novo paradigma no design de eletrônicos vestíveis. ”
Redefinindo como as baterias são alimentadas
A bateria feita em NTU é criada pela impressão de tinta contendo flocos de prata e poli (uretano-acrilato) hidrofílico (HPUA), que funcionam como eletrodos da bateria, em um tecido elástico.
Quando os flocos de prata entram em contato com o suor, seus íons cloreto e a acidez fazem com que os flocos se aglomerem, aumentando sua capacidade de conduzir eletricidade. Esta reação química também faz com que uma corrente elétrica flua entre os eletrodos (veja o vídeo).
Quando o material da bateria é esticado, sua resistência é reduzida ainda mais, o que significa que ela pode ser usada quando é exposta a tensão, como quando o usuário está se exercitando.
Como o tecido elástico é muito absorvente, ele retém muito suor, de forma que a bateria permanece alimentada mesmo quando a taxa de suor é inconsistente. Isso é importante para um funcionamento consistente, pois a quantidade de suor humano secretado é variável e depende da área do corpo em que se encontra, das condições ambientais e da hora do dia.
O Prof Lee acrescentou: “Nosso dispositivo pode ser mais durável do que a tecnologia atual, pois mostramos que ele pode suportar a tensão das atividades diárias do usuário e a exposição repetida ao estresse ou suor.
“O tamanho reduzido da nossa bateria também resolve dois problemas em wearable tecnologia: baterias de botão tradicionais são um problema para alcançar o tipo de estética elegante que é atraente para os consumidores, enquanto baterias mais finas reduzem a capacidade do item de transportar carga suficiente para durar ao longo do dia. ”
Os pesquisadores planejam explorar ainda mais os efeitos de outros componentes do suor humano e como fatores como o calor corporal podem afetar o desempenho da bateria.
ELE Times Bureau
ELE Times fornece uma cobertura global abrangente de Eletrônica, Tecnologia e Mercado. Além de fornecer artigos detalhados, ELE Times atrai os maiores, qualificados e altamente engajados públicos da indústria, que apreciam nosso conteúdo oportuno e relevante e formatos populares. ELE Times ajuda você a criar consciência, direcionar tráfego, comunicar suas ofertas para o público certo, gerar leads e vender seus produtos melhor.
-
ELE Times Bureauhttps://www.eletimes.com/author/adminSistema de gerenciamento de acesso e identidade de carro inteligente (IAM) desenvolvido
-
ELE Times Bureauhttps://www.eletimes.com/author/adminEmpresa de segurança cibernética Norton compra o Avast por mais de US $ 8 bilhões
-
ELE Times Bureauhttps://www.eletimes.com/author/adminXiaomi revela o CyberDog: um robô quadrúpede pessoal
-
ELE Times Bureauhttps://www.eletimes.com/author/adminSoft Robot Chameleon muda de cor em tempo real para combinar com o fundo