::: reklama@pbprog.kz
::: editor@pbprog.kz
::: webmaster@pbprog.kz
Ученые разработали гибкий и тонкий термоэлектрический генератор, способный вырабатывать электричество за счет тепла человеческого тела
Термоэлектрические генераторы, преобразующие разницу температур в электричество, привлекают внимание как энергетическая технология нового поколения для носимой электроники, поскольку они могут работать без батарей. В частности, тонкопленочные термоэлектрические генераторы легкие и гибкие, поэтому их удобно прикреплять к коже или одежде.
Однако такая тонкая структура имеет свои ограничения. Для выработки электричества термоэлектрическим генераторам необходима разница температур между горячей и холодной сторонами. Когда такое устройство плотно прилегает к коже, тепло тела проходит прямо через тонкую пленку и рассеивается в окружающем воздухе — подобно тому, как тепло проходит через лист бумаги. В результате разница температур на устройстве практически отсутствует, что затрудняет выработку электричества.
В предыдущих исследованиях эту проблему пытались решить путем сгибания устройства или создания трехмерных колоннообразных конструкций. Однако эти методы увеличивают толщину и объем устройства, сводя на нет преимущества тонких и гибких пленочных устройств.
подложку с двойной теплопроводностью«, внедрив теплопроводящие наночастицы меди только в выбранные участки подложки из растягивающегося силикона (PDMS), создавая области с высокой и низкой теплопроводностью в пределах одной подложки.
Результаты исследования опубликованы в Science Advances.
Когда термоэлектрические полупроводники располагаются на границе между этими областями, тепло от поверхности не уходит вертикально вверх, а распространяется в стороны вдоль области с высокой теплопроводностью. В результате на поверхности подложки образуются относительно теплые и холодные участки, создающие разницу температур, которая позволяет генерировать электричество даже в тонкопленочной структуре.
псевдопоперечным термоэлектрическим генератором», поскольку она структурно имитирует традиционный поперечный термоэлектрический эффект.
Разработанный носимый термоэлектрический генератор может преобразовывать тепло тела в электричество даже в полностью плоской конфигурации, без необходимости сгибания или деформации конструкции. Он изготовлен с использованием технологии печати чернилами что обеспечивает высокую гибкость. Кроме того, устройство можно масштабировать, изменяя его размер и форму по своему усмотрению, подобно сборке модульных блоков.
Ожидается, что благодаря этим характеристикам псевдопоперечный носимый термоэлектрический генератор будет широко использоваться в качестве технологии автономного энергоснабжения для различных устройств, включая «умную» одежду, датчики для мониторинга здоровья и носимую электронику.