แบตเตอรีมนุษย์ : พลังงานไฟฟ้าจากร่างกายคน

เมื่อนึกถึงพลังงานสะอาด คนทั่วไปคงนึกถึงพลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ หรือพลังงานน้ำ แต่ใครจะไปคิดว่า ร่างกายเรานี่แหละก็สามารถผลิตพลังงานสะอาดได้เหมือนกัน (พลังงานความร้อนจากร่างกายมนุษย์โดยเฉลี่ยเทียบเท่ากับหลอดไฟ 100 วัตต์เชียวนะ)

มองดูสมาร์ตวอตช์ที่ข้อมือ ทุกครั้งที่ใช้จนแบตเตอรีหมด เราต้องนำไปชาร์จเพื่อให้ใช้งานได้ต่อไป แต่ถ้าเราไม่ต้องเสียเวลาไปชาร์จล่ะ ทั้งประหยัดเวลาและประหยัดไฟด้วย จะดีแค่ไหน 

สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งเกาหลี (KIST) นำทีมโดยคิม จินซาง (Kim Jin Sang) ผู้อำนวยการสถาบันวัสดุคอมโพสิตขั้นสูงชอนบุก ได้พัฒนาอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกแบบยืดหยุ่นประสิทธิภาพสูง ที่สามารถสร้างไฟฟ้าได้เองอัตโนมัติจากอุณหภูมิในร่างกายของผู้สวมใส่อุปกรณ์ เช่น สมาร์ตวอตช์ หรือนาฬิกาวัดอัตราการเต้นของหัวใจ โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งพาการชาร์จไฟอีกต่อไป

แค่ 1 องศาที่ต่างกันก็สร้างพลังงานได้แล้ว นี่คือหลักการง่าย ๆ ของการผลิตพลังงานไฟฟ้าด้วยอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริก (Thermoelectric Device) ที่ต้องอาศัยความแตกต่างระหว่างอุณภูมิเพื่อสร้างไฟฟ้า โดยใช้ความต่างของความร้อนจากร่างกาย (ที่ประมาณ 32 องศาเซลเซียสขึ้นไป) และอุณหภูมิจากอากาศรอบ ๆ ตัว 

ปกติแล้วการสร้างไฟฟ้าจากเทอร์โมอิเล็กทริกให้ได้ดีจะต้องผ่านพื้นผิวแข็ง แต่เทคโนโลยีจากเกาหลีนี้สามารถเปลี่ยนซิลิโคนชนิด PDMS ให้เป็นฉนวนกันความร้อน ที่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานและสร้างไฟฟ้าได้ด้วยการปรับโครงสร้างให้เหมือนฟองน้ำ

อันดับแรก ทีมวิจัยจะเทสารละลายซิลิโคนเข้ากับก้อนน้ำตาลแล้วปล่อยให้แข็งตัว จากนั้นก็เอาก้อนน้ำตาลไปละลายในน้ำ และในขณะที่น้ำตาลกำลังละลายนั้น ก้อนน้ำตาลก็จะค่อย ๆ ถูกเปลี่ยนเป็นฟองอากาศขนาดเล็ก ด้วยวิธีการนี้ ฉนวนกันความร้อนแบบยืดหยุ่นจึงสามารถป้องกันและถ่ายเทความร้อนได้ดีกว่าวัสดุอื่น ๆ ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ ที่สำคัญคือ สามารถผลิตพลังงานได้ด้วยตนเองเพียงแค่สวมอุปกรณ์ที่ข้อมือ

“หากเราใช้อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกในจำนวนที่เพียงพอ ก็น่าจะผลิตสมาร์ตแบนด์ที่ทำงานโดยใช้ความร้อนในร่างกายเพียงอย่างเดียวได้” คิม จินซางกล่าว 

อีกฟากโลกหนึ่ง Mithras สตาร์ตอัพสัญชาติสวิสที่ตั้งใจพัฒนาเทคโนโลยีเทอร์โมอิเล็กทริกโดยเฉพาะก็ได้ออกแบบกำไลข้อมือที่สามารถสร้างพลังงานได้ตลอดทั้งวันหรือตลอดเวลาที่เราสวมใส่ กำไลนี้ยังใช้เชื่อมต่อกับสมาร์ตโฟนได้โดยตรงเพื่อทำการชาร์จแบตเตอรีได้อีกด้วย สิ่งเดียวที่ต้องแน่ใจคือ อุปกรณ์ต้องสัมผัสกับผิวของเราอยู่เสมอ 

ดีไม่ดีเทคโนโลยีนี้อาจจะรักษ์โลกมากกว่าการที่แบรนด์สมาร์ตโฟนชื่อดังเริ่มไม่แถมหัวชาร์จมาให้อีกแล้ว เพราะต่อไปเราไม่จำเป็นต้องใช้สายชาร์จ ไม่ต้องมีอุปกรณ์เสริม แถมไม่ต้องเสียค่าไฟ...แค่ใช้แบตเตอรีจากร่างกายเราเท่านั้น

ที่มาภาพเปิด : Angus Gray/Unsplash

ที่มา :
บทความ “Wearable Devices Without Charging Possible? New Technology May Use Body Heat for Power” (6 เมษายน 2021) โดย Mark Bustos จาก sciencetimes.com
บทความ “Source Technology for the Use of Wearable Devices Without Recharging” (8 เมษายน 2564) จาก printedelectronicsworld.com
mithras.tech
บทความ “When the human body becomes a powerhouse” (26 เมษายน 2564) จาก expatica.com

เรื่อง : วนบุษป์ ยุพเกษตร

บทความนี้สนับสนุนโดยคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงาน (กกพ.) www.erc.or.th