Μηχανικοί στο University of California San Diego ανέπτυξαν ένα «wearable microgrid» (μικροδίκτυο που φοριέται) το οποίο συλλέγει και αποθηκεύει ενέργεια από το ανθρώπινο σώμα για να τροφοδοτεί μικρές ηλεκτρονικές συσκευές. Αποτελείται από τρία κύρια τμήματα: Κυψέλες βιοκαυσίμου που λειτουργούν με ιδρώτα, συσκευές που λειτουργούν με κίνηση, ονόματι τριβοηλεκτρικές γεννήτριες και υπερ-πυκνωτές που αποθηκεύουν ενέργεια. Όλα τα τμήματα είναι εύκαμπτα, μπορούν να πλυθούν και να εκτυπωθούν σε ρούχα.
Η σχετική έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Communications. «Εφαρμόζουμε την ιδέα του μικροδικτύου (microgrid) για τη δημιουργία wearable συστημάτων που λειτουργούν βιώσιμα, αξιόπιστα και ανεξάρτητα» είπε ο Λου Γιν, διδακτορικός νανομηχανικής στο UC San Diego Jacobs School of Engineering και ένας εκ των συντελεστών της έρευνας. «Όπως ένα μικροδίκτυο πόλης ενσωματώνει μια ποικιλία τοπικών, ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως ο άνεμος και η ηλιακή ενέργεια, ένα μικροδίκτυο που φοριέται ενσωματώνει συσκευές οι οποίες τοπικά συλλέγουν ενέργεια από διαφορετικά τμήματα του σώματος, όπως ο ιδρώτας και η κίνηση, ενώ περιλαμβάνεται αποθήκευση ενέργειας».
Το εν λόγω φορέσιμο μικροδίκτυο αποτελείται από έναν συνδυασμό εύκαμπτων ηλεκτρονικών τμημάτων που είχαν αναπτυχθεί από την ομάδα Νανοβιοηλεκτρονικής του καθηγητή νανομηχανικής Τζόζεφ Γουάνγκ, διευθυντή του Center for Wearable Sensors στο UC San Diego και corresponding author της εν λόγω έρευνας. Το κάθε τμήμα εντυπώνεται σε μια μπλούζα και τοποθετείται με τρόπο που βελτιστοποιεί την ποσότητα ενέργειας που συλλέγεται. Οι κυψέλες βιοκαυσίμου που συλλέγουν ενέργεια από τον ιδρώτα βρίσκονται εντός της μπλούζας, στο στήθος. Συσκευές που μετατρέπουν ενέργεια από την κίνηση σε ηλεκτρισμό- τριβοηλεκτρικές γεννήτριες- βρίσκονται εκτός της μπλούζας, στους αγκώνες και τις πλευρές του κορμού, κοντά στη μέση. Συλλέγουν ενέργεια από την κίνηση των χεριών πλάι στον κορμό ενώ κάποιος περπατά ή τρέχει. Οι υπερ-πυκνωτές έξω από τη μπλούζα στο στήθος αποθηκεύουν προσωρινά ενέργεια και από τα δύο είδη συσκευών και μετά τη διοχετεύουν για την τροφοδοσία μικρών ηλεκτρονικών. Η συλλογή ενέργειας τόσο από την κίνηση όσο και από τον ιδρώτα επιτρέπει στο μικροδίκτυο να τροφοδοτεί συσκευές γρήγορα και συνεχόμενα. Οι τριβοηλεκτρικές γεννήτριες παρέχουν ενέργεια αμέσως, μόλις ο χρήστης αρχίσει να κινείται, πριν προκύψει ιδρώτας. Όταν ο χρήστης αρχίζει να ιδρώνει, οι κυψέλες βιοκαυσίμου αρχίζουν να παρέχουν ενέργεια και συνεχίζουν να το κάνουν αφού ο χρήστης σταματήσει να κινείται. Αυτό που συμβαίνει στην ουσία είναι το ένα σύστημα να καλύπτει τα μειονεκτήματα του άλλου, συμπληρώνοντάς το, όπως εξήγησε ο Γιν. Το συνολικό σύστημα αρχίζει να λειτουργεί δύο φορές ταχύτερα από ό,τι θα λειτουργούσε μόνο με τις κυψέλες βιοκαυσίμου και διαρκεί τρεις φορές περισσότερο από τις τριβοηλεκτρικές γεννήτριες μόνες τους.
