Cơ thể người có thể trở thành pin trong tương lai?
Trung bình một con người, ở trạng thái nghỉ ngơi, tạo ra khoảng 100 watt năng lượng. Điều này tương đương với khoảng 2000 kcal năng lượng từ thực phẩm, đó là lý do tại sao lượng calo khuyến nghị hàng ngày của bạn là khoảng 2000 kcal.
Trong khoảng thời gian vài phút (hoặc vài giờ trong trường hợp vận động viên được đào tạo), chúng ta có thể thoải mái duy trì liên tục 300 – 400 watt – và trong trường hợp năng lượng bùng nổ rất ngắn, như chạy nước rút, một số người có thể tạo ra tới 2.000 watts.
Cơ thể lãng phí năng lượng mỗi ngày
Phần lớn năng lượng này là cần thiết cho các nhiệm vụ quan trọng, chẳng hạn như để trái tim bơm máu hay uốn cong cơ bắp của bạn, nhưng rất nhiều năng lượng bị lãng phí – chủ yếu là nhiệt, đó là chưa kể tiêu tốn cho những vận động vật lý thiếu hiệu quả. Hầu như tất cả năng lượng lãng phí này có thể bị giữ lại và biến thành điện, sau đó sử dụng nó để bổ sung tăng cường hoặc thay thế hoàn toàn sự phụ thuộc của chúng ta vào pin hóa học hiện nay.
Bạn thấy ý tưởng này quen không? Dây giống như một cảnh trong phim Ma trận, khi nhân vật Neo thức dậy và phát hiện ra anh ta và hàng tỷ người khác đang được khai thác như một nguồn năng lượng cho các chúa tể robot có tri giác.
Bộ phim viễn tưởng The Matrix (1999) gây sốc vì ý tưởng thế giới bị máy móc cai trị và cạn kiệt năng lượng, khiến chúng phải thiết lập các cánh đồng nuôi dưỡng thể xác con người làm nguồn phát điện cho cỗ máy.
Tuy nhiên, đó thật sự là một ý tưởng táo bạo và có ý nghĩa!
Hạn chế của công nghệ pin hiện nay
Hiện tại, hạn chế lớn nhất của công nghệ pin là cồng kềnh, nặng, và ngoại trừ một đột phá gần đây chỉ có thể được biến thành một vài hình dạng rất nhỏ hơn (hình trụ, gạch). Dù công nghệ pin đã có nhiều cải tiến đáng kể, chúng ta thấy những chiếc laptop mỏng hơn, những thiết bị đeo nhỏ gọn hơn, nhưng vẫn chưa đủ.
Và thử tưởng tượng, nếu chúng ta có thể tháo những viên pin như thế ra khỏi thiết bị, thì máy tính thực sự có thể đeo được – chẳng hạn máy tính quấn quanh cổ tay bạn, nhúng vào giày hoặc dệt vào quần áo của bạn.
Để làm điều này, chúng ta chỉ cần thu được một vài watt năng lượng từ cơ thể con người – một lượng không đáng kể sẽ không ảnh hưởng đến cơ thể bạn. Nếu bạn cảm thấy hơi buồn ngủ, bạn có thể bù lại việc mất năng lượng bằng cách uống một lon Coke, tiện lợi hơn nhiều so với việc lúc nào cũng phải nhớ cắm điện thoại thông minh vào cục sạc, hoặc phải luôn mang theo cục pin dự phòng khi đâu xa.
Ý tưởng biến cơ thể thành pin có khả thi không?
Đây không phải là một giấc mơ điên rồ! Các kỹ sư đã nghiên cứu nhiều cách để lấy lại năng lượng lãng phí từ cơ thể trong nhiều năm qua, trước tiên có thể kể đến phương pháp “Dumb”, phương pháp này có khả năng thu nhiệt thải và gần đây đã sử dụng cho các thiết bị vi điện tử và thiết bị nano thu năng lượng từ mọi chuyển động của bạn.
Ví dụ, tại Thụy Điển, Ga Trung tâm ở Stockholm (Stockholm’s Central Station) sử dụng các bộ trao đổi nhiệt để chuyển đổi nhiệt cơ thể đi lại thành nước nóng, sau đó được dẫn đến hệ thống sưởi của một tòa nhà văn phòng bên cạnh để làm ấm – một cách tiếp cận có thể dễ dàng được nhân rộng trong các trung tâm mua sắm và siêu thị trên khắp thế giới.
Từ cách đây gần 10 năm, tạp chí extremetech có đề cập đến một thiết bị gọi là Piezoelectricity – một dạng vật liệu mà bạn có thể đặt bất cứ nơi nào để sản xuất điện từ những chuyển động nhỏ nhất, chẳng hạn như gõ trên bàn phím hoặc vung tay khi bạn đi bộ.
Đại học Wisconsin thậm chí còn đã tạo ra một chiếc giày đặc biệt tạo ra năng lượng chừng 10 watt chỉ từ việc đi bộ.
Thử tưởng tượng, nếu công nghệ này tới nơi tới chốn, những đôi sneaker biết đâu có thể kiêm luôn chức năng pin sạc dự phòng.
Khó khăn hiện tại của công nghệ
Lý do duy nhất mà các kỹ thuật thu và chuyển hóa năng lượng như vậy không được sử dụng rộng rãi là do sự non nớt của công nghệ. Trong ví dụ trê, chúng ta chỉ mới có thể tạo ra một lượng điện cực nhỏ để cung cấp năng lượng cho máy tính, chưa đủ để làm gì ra trò.
Mặc dù thật dễ dàng để thu nhiệt cơ thể ở quy mô lớn, chẳng hạn như ở Thụy Điển, nhưng vẫn không có cách nào dễ dàng để thu một lượng lớn nhiệt thải đề mức có thể cung cấp được cho một thiết bị đeo.
Thậm chí còn có một nhóm nghiên cứu tại Đại học Southampton đã sử dụng chính trái tim con người – dòng máu chảy qua tuabin – để làm nguồn năng lượng cho máy tạo nhịp tim. Thế nhưng, kỹ thuật của họ chỉ có thể chiếm 17% công suất cần thiết (dù một máy điều hòa nhịp tim cần rất ít năng lượng).
Tiềm năng cực kỳ lớn
Chúng ta cũng cần tìm hiểu xem chúng ta có thể thu được bao nhiêu năng lượng từ cơ thể con người một cách an toàn – một đứa trẻ chỉ có thể cung cấp 5 watt, trong khi vận động viên Usain Bolt có thể cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà nhỏ của gia đình, nếu anh ấy được bơm đầy Mountain Dew (thức uống tăng lực có đường và caffein).
Dĩ nhiên, bên cạnh đó cũng sẽ cần một mối quan tâm về chế độ ăn uống thiên thiện, để tránh việc lạm dụng quá mức cần thiết. Tuy nhiên, nếu năng lượng được lấy trực tiếp từ cơ thể thì việc giảm béo sẽ có nhiều động lực hơn 🙂
Và cuối cùng, nếu bạn biết cách làm chủ công nghệ này, hẵn sẽ là trở thành một start-up cực kỳ thành công, giải quyết được khá nhiều vấn đề về pin cho các thiết bị di động trong cuộc sống thường ngày.
Bài viết sử dụng các nguồn sau:
- https://www.extremetech.com/extreme/135481-will-your-body-be-the-battery-of-the-future
- https://www.extremetech.com/extreme/88126-laptops-powered-by-typing-piezo
