Wie versorgt man einen Cyborg mit Energie?

Radioaktive Diamantbatterien

Diamant erzeugt auf natürliche Weise Strom, wenn er Radioaktivität ausgesetzt wird. Radioaktive Diamantbatterien werden also hergestellt, indem Kohlenstoff-14 zu Diamant geformt und in normalen nicht radioaktiven Diamanten eingekapselt wird .

Diese Diamantbatterien haben einen ganz bestimmten Zweck – geringer Stromverbrauch und extrem lange Lebensdauer. Eine standardmäßige, nicht wiederaufladbare 20-Gramm-AA-Batterie speichert etwa 13.000 Joule und ist bei etwa 24 Stunden Dauerbetrieb leer. Ein Diamant mit einem Gramm Kohlenstoff-14 würde 15 Joule pro Tag erzeugen, viel weniger als eine AA-Batterie.

Aber die Leistungsabgabe der Diamantbatterie ist kontinuierlich und hört nicht auf. Die radioaktive Diamantbatterie würde nach 5.730 Jahren immer noch 50 % Strom abgeben, was einer Halbwertszeit von Kohlenstoff-14 entspricht oder ungefähr so ​​lange, wie die menschliche Zivilisation existiert. In dieser Zeit hätte die Diamantbatterie über 20 Millionen Joule erzeugt. Und würde in den nächsten 5.730 Jahren weitere 10 Millionen produzieren.

Diese könnten für Herzschrittmacher und andere interne Geräte mit geringem Stromverbrauch nützlich sein, da sie nicht durch eine Operation ersetzt werden müssen.

Thermoelektrische Farbe

Vielleicht könnten innere Körperteile mit thermoelektrischer Farbe beschichtet werden . Das könnte Körperwärme aufnehmen und in Strom umwandeln.

Piezoelektrische künstliche Körperteile

Obwohl meines Wissens noch niemand piezoelektrische künstliche Muskelmaterialien hergestellt hat, scheint es, als könnte es eine ideale Innovation für die Kybernetik sein. Piezoelektrische Materialien erzeugen eine elektrische Ladung, wenn sie durch mechanische Belastung verformt werden. So etwas wie ein künstlicher Muskel , der sich ständig biegt und zusammenzieht, könnte eine großartige Möglichkeit für Piezoelektrizität sein. Darüber hinaus ist bereits bekannt, dass Knochen, Sehnen und andere natürliche Körperteile von Natur aus piezoelektrisch sind, sodass möglicherweise synthetische Versionen entwickelt werden könnten, die noch mehr Strom als normal produzieren.

Die künstliche Photosynthese hat in letzter Zeit große Fortschritte gemacht. Ähnlich wie bei Ihrem Konzept einer Hautschicht, die chemische Energie in Elektrizität umwandelt, wäre ein möglicher besserer Ansatz (natürlich abhängig von den Lichtverhältnissen des Wirtsplaneten) stattdessen die Verwendung einer photosynthetischen Schicht. Das würde den Cyborg buchstäblich grün und auch halbtransparent machen. Es hat den Vorteil, dass es völlig geräuschlos läuft und keine tägliche Dosis Chemikalien benötigt, abgesehen von denen, die in Ihrer typischen lebenserhaltenden Atmosphäre zu finden sind.

Es ist auch erwähnenswert, dass die effizienteste Art von photosynthetischer Schicht tiefschwarz erscheinen würde, da sie das gesamte Licht absorbiert, das darauf landet.

Die Struktur einer solchen Schicht wäre wahrscheinlich Nanogras – eine Nanotechnologietechnik, die hilft, die verfügbare Oberfläche zu maximieren und die Menge an Sonnenlicht zu erhöhen, die sie einfangen kann.

Eines meiner persönlichen Lieblings-Konzeptdesigns aus der realen Welt mit dieser Art von Schicht ist das Nokia Morph – ein Konzepttelefon, das untersucht, wie Nanotechnologien in Zukunft von Nutzen sein könnten.

Wie viel Strom könnte es erzeugen?

Am Äquator beträgt das durchschnittliche Sonnenlicht, das von der Spitze der Erdatmosphäre empfangen wird, laut NASA etwa 1,3 kW/m^2 . Im Durchschnitt sind es 340 W/m^2. Etwa 48 % erreichen die Oberfläche, was uns einen Durchschnitt von etwa 163 W pro Quadratmeter ergibt, wobei Wolken usw. berücksichtigt werden.

Mittlerweile beträgt die Körperoberfläche eines durchschnittlichen männlichen Menschen etwa 1,9 Quadratmeter – das meiste davon ist schattiert, aber das wäre bei einem gut gestalteten Cyborg, der keine Kleidung braucht, nicht unbedingt der Fall. Menschen verbrauchen im Durchschnitt auch etwa 97 W Strom. Denken Sie daran, dass ein großer Teil davon auch zum Erhitzen und Verdauen verwendet wird, was der Cyborg kaum benötigt.

Angenommen, unser Cyborg hat einen männlichen Körperbau, befindet sich unter erdähnlichen Bedingungen und hat menschenähnliche Energieanforderungen sowie eine Nanogras-Energieerzeugungsoberfläche, dann könnte er leicht 4 Quadratmeter Energieerzeugungskapazität haben; Im absoluten Best-Case-Szenario mit 100 % effizienten Modulen bedeutet dies, dass das Beste, was es erzeugen kann, 4 * 163 = 652 W ist, was deutlich über den 97 W liegt, die es benötigt, was möglicherweise einen ausreichend großen Spielraum für Effizienzverluste aufgrund von Schatten und Nicht- ideale solare Umwandlungseffizienz.

Die Maschinenteile sollten auf die gleiche Weise wie Fleisch mit Strom versorgt werden, um das verfügbare Verteilungssystem auszunutzen.

Es verwendet Nanobrennstoffzellen, um Energie aus Glukose und Sauerstoff zu erzeugen, die aus dem Blut gewonnen werden.

Sehen Sie sich die Details der Stromversorgung für Respirozyten an , um detaillierte Informationen darüber zu erhalten, wie das funktionieren würde.