Power Felt Nasıl Çalışır?

Muhtemelen bu deneyimi yaşamışsınızdır: Tüm gün hareket halindesiniz ve iPhone'unuzu prize takma şansınız olmadı ve tam da bir arama yapmanız veya e-postanızı kontrol etmeniz gerektiğinde, o küçük kırmızıyı görürsünüz. Pilinizin bitmek üzere olduğunu gösteren simge . O kadar sinir bozucu ki, yakanın altında biraz ısınmanıza neden oluyor. Ama bekleyin - belki çözüm budur. Ya bir contayı üflemek yerine, bu fazla vücut ısısını bir şekilde elektriğe dönüştürebilir ve bunu telefonunuza veya başka bir taşınabilir cihaza güç sağlamak için kullanabilirseniz?

Dev bir bilgisayar ağının, farkında olmadan koma lejyonlarından enerji çekerek kendi kendine güç verdiği sinematik "Matrix" üçlemesinin hayranıysanız, bu fikrin bir varyasyonunu daha önce görmüştünüz. Yine de bu kadar ürkütücü bir şeyden bahsetmiyoruz. Taşınabilir cihazlara güç sağlamak için vücut ısısının toplandığı küçük ölçekli termoelektrik güç üretimi, son yıllarda bilim insanlarının oldukça dikkatle inceledikleri bir kavramdır - çünkü güce aç cihazları ceplerimizde taşıma arzumuz artmaya devam ediyor. .

Son zamanlarda, Wake Forest Üniversitesi Nanoteknoloji ve Moleküler Malzemeler Merkezi'ndeki araştırmacılar, bir nesnenin ısısı ile oda sıcaklığı arasındaki farklılıkları kullanarak bir nesnenin ısısı ile oda sıcaklığı arasındaki farklardan yararlanarak bir elektrik yükü [kaynak: Neal ].

Projede çalışan bir araştırmacı, güçlü hisseden bir ceket tasarlamayı ve onu bir iPod'a güç vermek için kullanmayı öngörüyor; bu fikir, serin hava koşusu meraklıları için oldukça harika bir fikir. Ancak hissedilen güç, sadece bir giysiye gitmek zorunda değildir. Güç hissiyle sarılmış bir el feneri kolu, uzun bir elektrik kesintisi sırasında sahip olmak için harika bir şey olabilir ve bu şeylerden yapılmış bir araba koltuğu, pencerelerinize veya radyonuza güç vermek için posteriorunuzdan enerji çekebilir. Ve onu kullanmak için kullanabileceğimiz başka insan dışı enerji kaynakları da var [kaynak: Neal ].

Sıcak bir yaz gününde terli vücudunuzun bir iPad'i nasıl çalıştırabileceği konusunda kafanız karıştıysa , bunu şu şekilde düşünün: İnsanların kullandığı elektriğin neredeyse tamamı - yaklaşık 10 trilyon watt - ısı enerjisi (genellikle suyu ısıtmak için fosil yakıtları yakarak) ve sonra bu ısıyı mekanik enerjiye dönüştürerek. Mekanik enerji daha sonra jeneratörleri kranklamak ve elektrik akımı üretmek için kullanılır. Termoelektrik güç üretimi adı verilen bu denenmiş ve doğrulanmış yöntem, kesinlikle çok fazla enerji üretir. Fakat aynı zamanda çok fazla enerji israfına neden olur, çünkü mekanik süreç ısıyı kullanmakta o kadar verimli değildir. Aslında, bu ısının yarısından fazlası atmosfere [kaynak: Jacques ] kaçar .

Doğrudan ısının kendisinden elektrik üretmenin pratik bir yolunu bulabilirsek, en azından teoride çok daha iyi olurdu. Bilim adamları bunu yapmanın mümkün olduğunu uzun zamandır biliyorlardı, çünkü çevrenin sıcaklığı ile bir nesnenin sıcaklığı arasında bir fark olduğunda, ikisi arasındaki iletken bir malzeme, herhangi bir türbin veya mekanik jeneratör olmadan elektrik akımı üretmek için bu kontrastı kullanabilir. Bu, Seebeck etkisi [kaynak: Timmer , Özcanlı ] olarak bilinir .

Mekanik olmayan elektriği üretmenin ve toplamanın püf noktası , doğru iletken malzemeyi bulmaktır. Bir süredir araştırmacılar, ısıdan elektrik üretme yeteneğine sahip metal bir alaşım olan bizmut antimon tellür kullanan doğrudan termoelektrik jeneratörleri yapıyorlar. Ancak bu malzeme pahalıdır ve o kadar da verimli değildir [kaynak: DOE ].

Bu yüzden herkes, ismine rağmen bilardo masalarında kullandıkları gibi yünden dokunan bir kumaş değil, hissedilen güç konusunda çok heyecanlıdır. Bunun yerine, güç keçesi minicik etrafına sarılmış plastik liflerden oluşur - ve minicik derken kalınlığı bir atomu kastediyoruz - elektrik iletmede gerçekten çok iyi olan karbon nanotüp denen yapılar. Üretimi de potansiyel olarak ucuz, bu da onu her yerde kullanabileceğimiz anlamına geliyor [kaynak: Neal , Zhang ].

Bir iPad'e vücut ısınızla güç vermek harika olsa da, "Matrix" filmlerinde olduğu gibi dev bir bilgisayar ağına güç vermek için köleleştirilmek konusunda muhtemelen endişelenmemize gerek yok. İnsanlar potansiyel bir elektrik kaynağıdır , ancak oldukça sınırlıdır. Örneğin, yetişkin bir erkek teorik olarak 100 ila 120 watt enerji üretebilir. Bu Empire State Binasını aydınlatmayacak, ancak bazı kişisel elektronik cihazlara güç sağlamak için yeterli olabilir - bir dizüstü bilgisayar yaklaşık 45 watt ve bir cep telefonunun çalışması için yalnızca 1 watt gerekir [kaynak: Özcanlı ].

Bununla birlikte, araştırmacıların vücudumuzun elektrik üretme potansiyelinin önemli bir bölümünü kullanmadan önce gidecekleri yollar var. Hissedilen güç fikri umut vaat ederken, ilk gösteri versiyonu sadece yaklaşık 140 nanowatt meyve suyu üretme yeteneğine sahiptir [kaynak: Zhang ]. "Matrix" filmlerinden kötü niyetli Ajan Smith hayal kırıklığına uğrayacaktı, çünkü bu sadece bir watt'ın milyarda biri kadar. Vücut ısısını enerjiye dönüştürmek için mevcut diğer iletken malzemeler çok daha iyisini yapmaz. Bir tahmine göre, bu tür cihazlar vücudun ısı enerjisinin yaklaşık yüzde 0,4'ünü toplayıp elektriğe dönüştürebiliyor. Bu, tüm vücudunuzu termoelektrik jeneratörlerle kaplarsanız, yalnızca 0,5 watt elektrik üreteceğiniz anlamına gelir [kaynak:Özcanlı ].

Yine de, muhtemelen zaman içinde bu performansı iyileştireceğiz ve aynı zamanda enerji kullanımında günümüzün araçlarından çok daha verimli olan elektronik cihazlar geliştireceğiz. Örneğin araştırmacılar, bir hastanın vücut ısısını azaltabilecek süper enerji verimli tıbbi sensörler geliştirmek için zaten çalışıyorlar. Ancak hissedilen gücün gerçek avantajı, makinelerimiz tarafından boşa harcanan ısı enerjisini yakalamak için kullanmaktan gelebilir. Örneğin, Massachusetts Institute of Technology'de yapılan son araştırmalar, dizüstü bilgisayarlardan ve cep telefonlarından boşa harcanan ısıdan yararlanarak pil ömrünü iki katına çıkarmaya eşdeğer bir şey yapabileceğimizi gösteriyor. Otomobil motorlarının ve elektrik santrallerinin iç duvarlarının ve borularının keçe ile kaplanması, sahip olduğumuzu bile bilmediğimiz çok büyük bir elektrik kaynağı sağlayabilir [kaynak: Chandler].

Distopik bilim kurgunun büyük bir hayranıyım ve Wachowskis tarafından yapılan üçlemenin ilki olan 1999 filmi "The Matrix", favorilerimden biri. Ama bana göre Matrix, gerçek bir gelecek için bir plan olmaktan çok, video oyunları ve Web'deki video akışı tarafından oluşturulan sentetik eğlence deneyimleriyle mevcut her an uyanıklığımız için bir metafor. (Bu anlamda, George Orwell'in, yazarın İkinci Dünya Savaşı sonrası İngiltere'nin anayasal demokrasisinin altında gizlendiğini gördüğü totaliter eğilimlere karşı bir uyarı olduğunu söylediği "Bin Dokuz Yüz Seksen Dört" romanına bir paralellik kurabilirsiniz.) Şu anda anladığımız şekliyle fizik yasalarını geçersiz kılan gerçekten şaşırtıcı bazı teknolojik ilerlemeler yapmazsak,komadaki insanlardan enerji çekerek çalışan bir bilgisayar ağı sadece bir hayalden ibarettir. Örneğin, bir Science Channel hikayesi için, bir keresinde, gezegendeki her bir kişiden 1.3 mikrowatt enerji toplamak mümkün olsaydı, üst düzey bir ev sineması için bir hoparlör setini çalıştırmak için yeterli meyve suyunun yeterli olacağını hesaplamıştım. sistemi.

İlgili Makaleler

Kaynaklar