Dispositivo utiliza calor corporal como fuente de energía térmica para control de la salud

Diseñan un dispositivo flexible que recoge y utiliza de forma eficaz el calor corporal como única fuente de energía la energía térmica para el control de la salud.

Ingenieros de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han demostrado un dispositivo flexible que cosecha la energía térmica del cuerpo humano para controlar la salud.

El dispositivo supera a todos los otros cosechadores flexibles que utilizan el calor corporal como única fuente de energía.

En un artículo publicado en Applied Energy, los investigadores del estado de Carolina del Norte informan mejoras significativas en la cosechadora de calor corporal flexible que informaron por primera vez en 2017.

Las cosechadoras usan la energía térmica del cuerpo humano para impulsar tecnologías portátiles: piense en relojes inteligentes que miden su ritmo cardíaco , oxígeno en la sangre, glucosa y otros parámetros de salud, que nunca necesitan recargar sus baterías.

La tecnología se basa en los mismos principios que rigen las cosechadoras termoeléctricas rígidas que convierten el calor en energía eléctrica.

Las cosechadoras flexibles que se ajustan al cuerpo humano son muy deseables para su uso con tecnologías portátiles.

Mehmet Ozturk, profesor de ingeniería eléctrica e informática del estado de Carolina del Norte y autor correspondiente del artículo, mencionó el contacto superior de la piel con dispositivos flexibles, así como las consideraciones ergonómicas y de comodidad para el usuario del dispositivo, como las razones principales detrás de la construcción de generadores termoeléctricos flexibles, o TEGs.

Sin embargo, el rendimiento y la eficiencia de los cosechadores flexibles, actualmente están muy por detrás de los dispositivos rígidos, que han sido superiores en su capacidad para convertir el calor corporal en energía utilizable.

“El dispositivo flexible reportado en este documento es significativamente mejor que otros dispositivos flexibles reportados hasta la fecha y se está acercando a la eficiencia de los dispositivos rígidos, lo cual es muy alentador“, dijo Ozturk.

La prueba de concepto TEG originalmente informada en 2017 empleó elementos semiconductores que estaban conectados eléctricamente en serie usando interconexiones de metal líquido hechas de EGaIn, una aleación no tóxica de galio e indio.

EGaIn proporcionó conductividad eléctrica y estirabilidad similar a un metal.

Todo el dispositivo estaba incrustado en un elastómero de silicona estirable.

El dispositivo actualizado emplea la misma arquitectura pero mejora significativamente la ingeniería térmica de la versión anterior, al tiempo que aumenta la densidad de los elementos semiconductores responsables de convertir el calor en electricidad.

Una de las mejoras es un elastómero de silicona mejorado, esencialmente un tipo de caucho, que encapsula las interconexiones EGaIn.

“La clave aquí es utilizar un elastómero de silicona de alta conductividad térmica dopado con escamas de grafeno y EGaIn“, dijo Ozturk.

El elastómero proporciona robustez mecánica contra pinchazos al tiempo que mejora el rendimiento del dispositivo.

“El uso de este elastómero nos permitió aumentar la conductividad térmica, la tasa de transferencia de calor, seis veces, lo que permitió una mejor difusión del calor lateral“, dijo.

Ozturk agregó que una de las fortalezas de la tecnología es que elimina la necesidad de que los fabricantes de dispositivos desarrollen nuevos materiales termoeléctricos flexibles porque incorpora los mismos elementos semiconductores utilizados en dispositivos rígidos.

Ozturk dijo que el trabajo futuro se centrará en mejorar aún más la eficiencia de estos dispositivos flexibles.

Fuente: NCSU