Dankzij de ontdekking van een nieuw materiaal door ingenieurs van de Universiteit van Utah, sieraden zoals een ring en uw lichaamswarmte kunnen voldoende elektriciteit opwekken om een ​​lichaamssensor van stroom te voorzien, of een kookpan kan een mobiele telefoon in slechts een paar uur opladen.

Het team, onder leiding van Ashutosh Tiwari, professor materiaalwetenschap en techniek van de Universiteit van Utah, heeft ontdekt dat een combinatie van de chemische elementen calcium, kobalt en terbium kunnen een efficiënte, goedkoop en bio-vriendelijk materiaal dat elektriciteit kan opwekken door middel van een thermo-elektrisch proces met warmte en koude lucht.

Hun bevindingen werden op 20 maart gepubliceerd in een nieuw artikel in het laatste nummer van Wetenschappelijke rapporten . De eerste auteur van het artikel is een postdoctoraal onderzoeker op het gebied van materiaalwetenschap en techniek van de Universiteit van Utah, Shrikant Saini.

Thermo-elektrisch effect is een proces waarbij het temperatuurverschil in een materiaal een elektrische spanning genereert. Wanneer het ene uiteinde van het materiaal heet is en het andere uiteinde koud, ladingsdragers van het hete uiteinde bewegen door het materiaal naar het koude uiteinde, het opwekken van een elektrische spanning. Het materiaal heeft minder dan één graad temperatuurverschil nodig om een ​​detecteerbare spanning te produceren.

Voor jaren, onderzoekers hebben gezocht naar het juiste soort materiaal dat het proces efficiënter maakt en meer elektriciteit produceert, maar niet giftig is. Er zijn andere materialen die op deze manier stroom kunnen opwekken, zoals cadmium-, op telluride of kwik gebaseerde materialen, maar die zijn giftig voor de mens. Het unieke voordeel van dit nieuwe materiaal van Tiwari's team is dat het goedkoop te produceren is en, vooral belangrijk, bio- en milieuvriendelijk en toch efficiënt in het opwekken van elektriciteit, zegt Tiwari. Daarom, het kan veilig zijn om bij mensen te gebruiken.

"Er zijn geen giftige chemicaliën bij betrokken, "zegt hij. "Het is zeer efficiënt en kan voor veel dagelijkse toepassingen worden gebruikt."

De toepassingen voor dit nieuwe materiaal zijn eindeloos, zegt Tiwari. Het kan worden ingebouwd in sieraden die lichaamswarmte gebruiken om implanteerbare medische apparaten van stroom te voorzien, zoals bloedglucosemeters of hartmonitors. Het kan worden gebruikt om mobiele apparaten op te laden via kookpannen, of in auto's waar het onttrekt aan de hitte van de motor. Vliegtuigen kunnen extra vermogen opwekken door warmte uit de cabine te gebruiken in plaats van de koude buitenlucht. Energiecentrales zouden het materiaal ook kunnen gebruiken om meer elektriciteit te produceren uit de ontsnapte warmte die de centrale genereert.

"In elektriciteitscentrales ongeveer 60 procent van de energie wordt verspild, " postdoctoraal onderzoeker, Saini, zegt. "Hiermee, je zou een deel van die 60 procent kunnen hergebruiken."

Eindelijk, Tiwari zegt dat het kan worden gebruikt in ontwikkelingslanden waar elektriciteit schaars is en de enige energiebron het vuur in kachels is.

Het Technology &Venture Commercialization Office van de University of Utah heeft een Amerikaans patent aangevraagd voor het materiaal, en het team zal het in eerste instantie ontwikkelen voor gebruik in auto's en voor biosensoren, zegt Tiwari.