czy ciepło ludzkiego ciała może dostarczyć światu energii?
jeśli produkcja energii całego człowieka jest połączona, jak to się ma do globalnego zapotrzebowania na energię? Ile energii elektrycznej można by wytworzyć, gdyby każdy żyjący człowiek nosił bransoletkę zbierającą energię cieplną? Czy to może zasilić wszystkie nasze urządzenia elektryczne?
w filmie Matrix inteligentne maszyny wykorzystują ludzi jako źródło energii, zbierając ich energię cieplną i przekształcając ją w energię elektryczną. W filmie zebrana energia jest wystarczająca, aby uruchomić postapokaliptyczny świat maszyn i zasilić gigantyczną symulację, która sprawia, że ludzkość wierzy, że nadal żyje pod koniec XX wieku. Ale czy możliwe jest zasilanie całej planety tylko poprzez zbieranie ciepła ciała?
Ludzkie ciało produkuje więcej energii, niż mogłoby się wydawać
aby przejść do sedna tego pytania, musimy zacząć od kilku liczb i konwersji jednostek. Ludzie pozyskują energię poprzez spożycie żywności. Każda spożywana przez nas kilokaloria (kcal) odpowiada 4,184 kilodżulom (4x103J) energii. Zakładając średnie spożycie kalorii w wysokości 2000 na osobę i 7 miliardów mieszkańców planety Ziemia, przetwarzamy oszałamiające 58,58 petadżuli (59×1015 J) energii każdego dnia i 21,38 egzadżuli (21x1018j) rocznie. Liczby te stanowią jednak tylko ułamek szacowanego globalnego zużycia energii pierwotnej wynoszącego ok. 500-1000 egzadżuli rocznie. Oznacza to, że nawet gdybyśmy mogli zebrać 100% energii, którą produkujemy, nie moglibyśmy zaspokoić globalnego popytu.
dodatkowo Konwersja energii jest zawsze poddawana stratom. Dla ludzkiego ciała straty te są głównie termiczne, w postaci ciepła ciała. W zależności od aktywności i środowiska ciało rozprasza od 290 do 3800 kilodżula energii cieplnej na godzinę, co przekłada się na moc 80-1050 watów. Dla siedmiu miliardów ludzi wynosi to 3,33 terawatów (3, 33×1012 W), co jest liczbą porównywalną z zapotrzebowaniem na energię tylko w USA. Ale jeśli nie chcielibyśmy ogrzewać naszych mieszkań i prowadzić naszych samochodów naszym ciałem, musimy przekształcić je dalej, w bardziej wygodną formę energii. I tu w grę wchodzą termoelektryki.
Generatory termoelektryczne przekształcają ciepło ciała w energię elektryczną. Załóżmy, że łączna moc cieplna każdego człowieka na planecie może być idealnie przekształcona w energię elektryczną. Jako gatunek wytwarzalibyśmy łącznie około 1,33 terawatów ciągłej energii elektrycznej. Odpowiada to 32 TWh dziennie, czyli mniej więcej jednej dziesiątej globalnego zapotrzebowania na energię.
nasza obecna technologia nie jest w stanie przetwarzać energii cieplnej z bardzo wysoką wydajnością. Ale Mitra robi pierwszy krok, aby wykorzystać ogromny potencjał pozyskiwania energii cieplnej ciała. Już dziś daje to duże możliwości dla elektroniki do noszenia przy niskim zużyciu energii. A jeśli inteligentne maszyny planują przejąć świat w przyszłości, będą musiały znaleźć inne źródło energii niż ludzkie ciało.