Часы без батареек на подходе? Представлена новая технология для выработки электроэнергии из тепла человеческого тела
Исследователи из Сеульского национального университета разработали совершенно плоский, носимый источник питания, который использует тепло человеческого тела для выработки электроэнергии.
Термоэлектрические генераторы вырабатывают энергию, улавливая разницу температур между теплой поверхностью и более холодной окружающей средой. Хотя эти устройства обладают огромным потенциалом для непрерывного питания носимой электроники с использованием тепла человеческого тела, их изготовление в виде тонких, комфортных пленок представляет собой серьезную научную проблему. Поскольку эти пленки исключительно тонкие, тепло тела проходит сквозь них вертикально прямо в окружающий воздух — подобно тому, как тепло уходит через один лист бумаги, без четко выраженных горячих и холодных участков, что ограничивает выработку электроэнергии.
Исторически сложилось так, что инженеры обходили эту проблему, складывая материалы или создавая громоздкие трехмерные столбчатые конструкции, что, к сожалению, приводило к потере легкости и гибкости пленок. Для решения этой проблемы исследовательская группа из Сеульского национального университета разработала прорывное решение, позволяющее устройству оставаться абсолютно плоским. Подробно описанное в журнале Science Advances, их новый «псевдопоперечный термоэлектрический генератор» коренным образом меняет способ распространения тепловой энергии.
Вместо того чтобы позволять теплу уходить прямо вверх и наружу, исследователи разработали специальную эластичную силиконовую основу. Внедряя теплопроводящие наночастицы меди только в определенные участки этой основы, они заставляют тепло тела течь вбок вдоль материала. Это боковое движение успешно создает смежные теплые и холодные зоны на плоской поверхности. Это имитирует сложный физический эффект, при котором тепло и электрические токи движутся под прямым углом, достигая полезного температурного градиента исключительно за счет структурной конструкции.
Благодаря тому, что все устройство изготовлено с использованием простого процесса печати на основе чернил, оно остается очень гибким и масштабируемым. Компоненты можно собирать модульно, подобно строительным блокам, для получения различных форм и размеров. Эта новая платформа открывает путь для нового поколения умных носимых устройств, которые удобно прилегают к коже.