voiko ihmisen kehon lämpö antaa maailmalle energiaa?
jos koko ihmisen energiantuotanto yhdistetään, miten tämä vertautuu globaaliin energiantarpeeseen? Kuinka paljon sähköä voitaisiin tuottaa, jos jokainen elävä ihminen käyttäisi lämpöenergian talteenottoranneketta? Saako tästä virtaa kaikkiin sähkölaitteisiimme?
elokuvassa Matrix älykkäät koneet käyttävät ihmisiä hyväkseen voimanlähteenä keräämällä heidän lämpöenergiaansa ja muuntamalla sen sähköksi. Elokuvassa korjattu energia riittää post-apokalyptisen konemaailman pyörittämiseen ja jättiläissimulaatioon, joka saa ihmiskunnan uskomaan elävänsä vielä 1900-luvun lopulla. Mutta onko mahdollista saada energiaa koko planeetalle vain keräämällä ruumiinlämpöä?
ihmiskeho tuottaa enemmän energiaa kuin luulisi
päästäksemme tämän kysymyksen ytimeen, on aloitettava muutamista luvuista ja yksikkömuunnoksesta. Ihminen saa energiaa syömällä ruokaa. Jokainen syömämme kilokalori (kcal) vastaa 4,184 kilojoulea (4x103J) energiaa. Olettaen, että keskimääräinen kalorimäärä on 2000 henkeä kohti ja 7 miljardia asukasta maapallolla, käsittelemme huikeat 58,58 petajoulea (59×1015 J) energiaa joka päivä ja 21,38 eksajoulea (21x1018j) vuodessa. Nämä luvut ovat kuitenkin vain murto-osa primäärienergian arvioidusta maailmanlaajuisesta kulutuksesta. 500-1000 eksajoulea vuodessa. Tämä tarkoittaa, että vaikka saisimme sataprosenttisesti tuotettua energiaa, emme pystyisi tyydyttämään maailmanlaajuista kysyntää.
lisäksi energian muuntamisessa tapahtuu aina häviöitä. Ihmiskeholle nämä häviöt ovat useimmiten lämpöhäviöitä, ruumiinlämmön muodossa. Aktiivisuudesta ja ympäristöstä riippuen elimistö haihduttaa 290-3800 kilojoulea lämpöenergiaa tunnissa, jolloin teho on 80-1050 wattia. Seitsemällä miljardilla ihmisellä tämä on 3,33 terawattia (3,33×1012 W), mikä on verrattavissa vain Yhdysvaltojen sähköntarpeeseen. Mutta ellemme halua lämmittää asuntojamme ja ajaa autoamme kehollamme, meidän täytyy muuntaa se edelleen, kätevämmäksi energiamuodoksi. Tässä termoelektroniikka astuu kuvaan.
termosähköiset generaattorit muuttavat kehon lämmön sähköksi. Oletetaan, että planeetan jokaisen ihmisen yhteenlaskettu Lämpövoima-voitaisiin ihanteellisesti muuntaa sähköksi. Lajina tuottaisimme yhteensä noin 1,33 terawattia jatkuvaa sähkötehoa. Se vastaa 32 TWh päivässä eli noin kymmenesosaa maailman energiantarpeesta.
nykyinen teknologiamme ei pysty muuntamaan lämpöenergiaa kovin suurella hyötysuhteella. Mithras ottaa kuitenkin ensimmäisen askeleen hyödyntääkseen kehon lämpöenergian keräämisen massiivista potentiaalia. Jo tänä päivänä tämä tarjoaa suuria mahdollisuuksia puettavalle elektroniikalle pienellä virrankulutuksella. Ja jos älykkäät koneet aikovat tulevaisuudessa vallata maailman, niiden on löydettävä eri voimanlähde kuin ihmisen keho.