「マトリックス」のように人体を使ってエネルギーを生成することはできますか?
人体からエネルギーを収集するより多くの倫理的な方法があります： 私は間接的な方法について話していません（のような RF-TENGテクノロジー）しかし、身体から直接エネルギーを引き出すことができるメカニズムの。 この投稿では、既存または開発中のテクノロジーの5つの興味深い例について説明します。
しかし、最初に、必要な質問：私たちは人体からどれだけのエネルギーを得ることができますか？
私たちの体は信じられないほどの生物学の傑作です。 休憩中でも、発電など印象的なことができます。
平均的な人間は、安静時に約 100 ワットの電力を生成します。 これは約 2000 kcal の食物エネルギーに相当するため、2000 日の推奨摂取カロリーは約 XNUMX kcal です。
筋肉や心臓など、荷電イオンの流れに基づくさまざまな身体機能があります。 しかし、多くの電気的活動をしている器官の一つは脳です。 この重要な器官には、ニューロンとしても知られるXNUMX億の導電性の生物学的ワイヤーが存在します。
人体から何kWhのエネルギーが発生しますか？
映画マトリックスでは、25000 BTU (British Thermal Unit) について言及されています。 これに相当するのは現在約 7 キロワットで、これは少し過剰に思えます。 確かにそうです。 他の研究によると、人体が生成するエネルギー量は 0,07 ～ 0,11 kWh で、覚醒状態または睡眠状態によって異なります。
とはいえ、人体からエネルギーを引き出す技術の 5 つの例を見てみましょう。
ETRI、体温からのエネルギー
研究者のチームは、人体の熱を利用してエネルギーを生成する方法を探しています。 韓国の電子通信研究院 (ETRI) のチーム この研究がウェアラブル技術に革命を起こすことを願っています。
彼は、体から来る「熱い」空気と周囲の空気との温度差を利用して電気を発生させる、軽くて柔軟な熱電発電機を作成しました。 モジュールは幅 5cm、長さ 11cm で、将来的に別のウェアラブル技術のジェネレータ形状として使用できます。 「特殊な構造を熱電素子に取り付けると、皮膚と構造の間に温度差が生じ、汗腺のダイナミクスを模倣します。この基本技術は、 生体模倣ヒートシンク. 熱電モジュールの効率を従来品のXNUMX倍に高め、エネルギー効率を最大化」. デバイスの初期テストでは、35平方センチメートルあたりXNUMXマイクロワットを生成できました。 これは、米国で行われた同様の技術に関する他の研究の約1,5倍です。
人体の汗によるエネルギー
カリフォルニア大学サンディエゴ校ジェイコブズ工学部の研究者 彼らは人間の汗を使って発電する方法に取り組んでいます。 彼らは、汗から電流を引き出す酵素を組み込んだ小さな一時的な入れ墨を作りました。 これらの酵素は、汗の中の乳酸から電子を取り除き（酸化して）、着用者が汗をかくたびに少量の電気を生成します（おそらくスポーツをしています）。 LEDやBluetooth無線などの小型電子機器に電力を供給するのに十分な電力を生成します。
バイオ燃料電池は、既存のどのバイオ燃料電池よりも表面あたり10倍の電力を生成します。
作られた発電機は、さまざまなウェアラブルデバイスに電力を供給するために使用できます。 バイオ燃料表皮細胞は、デバイスを非常に弾力性があり強力なものにするために常に戦ってきたこの分野での重要な前進です。
グルノーブルのバイオ燃料電池
2011 年に、からの研究者のチームジョセフフーリエグルノーブル大学 人体から電気を生成できる埋め込み型技術を開発しました。 バイオ燃料電池は、人体で自由に利用できる物質であるブドウ糖と酸素からエネルギーを吸収します。 各セルは、別々の機能を実行する XNUMX つの特別な電極で構成されています。 XNUMX つ目は、グルコースを酸化 (電子を剥ぎ取り) します。 もう一方は、酸素分子と水素分子に電子を供与 (還元) します。 両方の電極が回路に接続されると、一方の電極から他方の電極への電子の流れが生成されます。 これにより、ウェアラブル デバイスやその他の埋め込み技術 (ペースメーカーなど) に電力を供給するために利用できる実用的な電流が生成されます。
博士 セルジュコズニエ そして彼のチームは、プロトタイプ細胞を生物に移植し、それを機能させることにより、この概念を最初に実証しました。
2010年、バイオセルの最初のモデルが実験室のマウスに埋め込まれ、40日間留まり、ラットの健康や行動に目に見える副作用なしに絶えず電力を生成しました。
耳の中からのエネルギー
2012年に マサチューセッツの研究者 耳からエネルギーを集めることができる装置を作りました。
どのように？ 哺乳類の耳には、内耳電位 (EP) と呼ばれる小さな電圧が含まれています。 EP は蝸牛内にあり、圧力波を電気インパルスに変換して脳に送るのに役立ちます。 これは非常に小さな電位 (約 XNUMX 分の XNUMX ボルト) ですが、理論的には補聴器やインプラントに電力を供給するのに十分な強度があります。
モルモットの耳に埋め込まれたプロトタイプのチップは、小さな無線送信機に電力を供給するのに十分な電力を生成しましたが、より複雑なシステムにはさらに多くの電力が必要です。
体の動きからのエネルギー
人間の運動のエネルギーへの変換は新しいものではありませんが、 nPowerPEG 多くの進歩を遂げました。
約XNUMX年前に開発されたこの装置は、ベルトまたはバックパックに取り付けて着用者が動くときに電気を生成する小さなチューブ状の物体です。 磁石、ばね、誘導コイルが組み込まれ、すべてが調和してエネルギーを生成します。
ラップトップやタブレットに電力を供給するのに十分な電力を生成することはできませんが、将来的には、他のウェアラブル技術や携帯電話などの小型電子機器に電力を供給する大きな可能性を秘めている可能性があります。
