10 مارس 2021 توسط آنجلیکا بولر ، ETH زوریخ
فناوری توسعه یافته توسط ETH spin-off Mithras Technology به یک فیلم علمی تخیلی بی مشابهت نخواهد بود. گرمای بدن خود کاربر چیزی را که به عنوان ژنراتور ترموالکتریک شناخته می شود ، برای شارژ پوشیدنی ها و سایر دستگاه های الکترونیکی تأمین می کند.
سمعک وسیله ای بسیار کاربردی است. اما افراد مسن که هر دو هفته یکبار باتری های ریز را تعویض می کنند ، معمولاً برای کنترل آنها نیاز دارند ساده عمل کنند. نه تنها تعویض باتری ها مهارت های حرکتی خوب آنها را می طلبد ، بلکه وظیفه ای است که هر از گاهی فراموش می شود. اگر سمعک بدون نیاز به اینکار ، نگهداری و کاملاً مستقل کار کند ، چه می شود؟ چشم انداز چقدر واقع بینانه است؟
پاسخ ای سوال را MTHras فناوری ETH دارد. این شرکت نوپای فناوری که در نوامبر 2018 تاسیس شده ، بزرگ فکر می کند. دو بنیانگذار آن ، فرانکو ممبرینی و موریتز تیلن ، می خواهند دستگاه ها با انرژی دوستدار محیط زیست و غیرمتمرکز کار کنند. رویکرد آنها ساده است – از بدن انسان به عنوان منبع انرژی استفاده کنید.
به طور متوسط ، بدن انسان به طور مداوم حدود 100 وات انرژی گرمایی تابش می کند ، که بیشتر آن جذب محیط می شود. دقیقاً همین انرژی “هدر رفته” است که میتراس اکنون پیشنهاد می کند از آن استفاده کند. این شرکت می خواهد گرما را از طریق مولدهای ترموالکتریک یا TEG به برق تبدیل کند. یک طرف TEG با بدن در تماس است ، و طرف دیگر با محیط. این دستگاه اختلاف دمای دو طرف خود را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند که می تواند در باتری ذخیره شود.
TEG ها می توانند الکتریسیته بدون آلایندگی تولید کنند حتی اگر اختلاف دما به اندازه یک درجه باشد.
در حال حاضر ، بنیانگذاران Mithras Technology هنوز در مرحله نمونه سازی هستند. کارهای آنها بر اساس تز دکترای تیلن استوار است. وی در زوریخ موفق به اخذ درجه دکترا در سیستم های نانو شد و تنها یکی از متخصصان انگشت شمار در این زمینه است.
تیم Mithras دو مفهوم برای چگونگی پوشیدن سنسورهای TEG بر روی بدن ایجاد کرده است: به عنوان یک پوشیدنی مستقل که مانند ساعت مچی پوشیده می شود ، یا به عنوان یک راه حل یکپارچه در یک دستگاه تلفن همراه. تنها پیش شرط تولید برق این است که دستگاه مستقیماً روی بدنه استفاده شود. یکی از کاربردهای ممکن فناوری آنها در بخش مصرف کننده ، ردیاب های تناسب اندام است که کاملاً مستقل با یک سیستم TEG یکپارچه عمل می کنند. ممبرینی توضیح می دهد: “مهم نیست که شما قهوه می نوشید ، ورزش می کنید یا می خوابید – تا زمانی که TEG ها می توانند به گرمای بدن شما خود را اتصال بدهند ، باتری خود به خود شارژ می شود.”
روابط بین Mithras Technology و ETH
با این وجود ممبرینی و تیلن که کاملاً تنها کار می کردند ، نتوانستند این فناوری را تجاری کنند ، بنابراین برای پشتیبانی به مربیان و هیئت های مشاوره مختلف مراجعه کردند. بدون مشاوره ای که دریافت کردند ، آنها هرگز نمی توانستند چشم انداز میترا را اجرا کنند. آنها همچنین میشل مگنو ، یک همکار تحقیقاتی در بخش فناوری اطلاعات و مهندسی برق را به عنوان شریک سوم در هیئت مدیره آوردند. صدور گواهینامه ETH باعث شد سرمایه گذاران پروژه را جدی بگیرند ؛ بنیانگذاران به زیرساخت های مهم دسترسی پیدا کردند و توانستند به یک پروژه بزرگ شبکه تبدیل شوند . ممبرینی می گوید: انجام پروژه ای مانند ما بدون حمایت ETH دشوار خواهد بود.
تیم Mithras در مرحله توسعه باید بسیاری از موانع فنی را پشت سر بگذارد. دستگاه ها نه تنها باید تا حد امکان جمع و جور باشند و هم استفاده از آنها آسان باشد ، بلکه ضد آب نیز باشند ، به طوری که حتی هنگام تعریق افراد نیز کار کنند. فقط TEG هایی که همه این معیارها را دارند می توانند بدون هیچ مشکلی در دستگاه های کوچکتر مانند حسگر زیستی نصب شوند.
از تاریخ گرفته تا فناوری
این فناوری ممکن است در آینده ای دور به نظر برسد ، اما این ایده کاملاً جدید نیست. اثرات ترموالکتریک اولین بار توسط توماس یوهان سیبک در سال 1822 توصیف شد. او دریافت که یک سوزن قطب نما به محض قرار گرفتن در نزدیکی دو ترکیب فلزی در دمای مختلف ، حرکت می کند. تبدیل گرما به الکتریسیته بعداً به عنوان اثر Seebeck شناخته شد و یکی از جنبه های فرایندهای فیزیکی را توصیف می کند که امروزه به عنوان اثر ترموالکتریک می شناسیم.
