Гъвкаво устройство, което събира топлинна енергия за захранване на носима електроника

Advanced Energy Materials” width=”800″ height=”530″/>

Изследователи от Университета на Вашингтон създадоха първото по рода си гъвкаво, носимо термоелектрическо устройство, което преобразува телесната топлина в електричество. Това устройство е меко и разтегливо, но същевременно здраво и ефективно – свойства, които могат да бъдат предизвикателство за комбиниране. Кредит: Хан и др./Усъвършенствани енергийни материали

Носимата електроника, от устройства за проследяване на здраве и фитнес до слушалки за виртуална реалност, е част от ежедневието ни. Но намирането на начини за непрекъснато захранване на тези устройства е предизвикателство.

Изследователи от Университета на Вашингтон разработиха иновативно решение: първото по рода си гъвкаво, носимо термоелектрическо устройство, което преобразува телесна топлина към електричество. Това устройство е меко и разтегливо, но същевременно здраво и ефективно – свойства, които могат да бъдат предизвикателство за комбиниране.

Екипът публикува тези констатации на 24 юли в Усъвършенствани енергийни материали.

„Това е 100% печалба, ако приберем реколтата Термална енергия които иначе биха били похабени в околностите. Тъй като искаме да използваме тази енергия за електроника със собствено захранване, по-висока плътност на мощността е необходимо”, каза Мохамад Малакути, асистент професор по машинно инженерство в UW. “Ние използваме адитивното производство, за да произвеждаме разтеглива електроникаповишава тяхната ефективност и позволява безпроблемното им интегриране в носими устройства, като същевременно отговаря на фундаментални изследователски въпроси.”

Дори след повече от 15 000 цикъла на разтягане при 30% напрежение, изследователите прототип девствена остава напълно функционален, много желана функция за носима електроника и мека роботика. Устройството също така показва 6,5 пъти увеличение на плътността на мощността в сравнение с предишните разтегливи термоелектрически генератори.

За да създадат тези гъвкави устройства, изследователите отпечатаха 3D композити с проектирани функционални и структурни свойства на всеки слой. The пълнежен материал съдържа течни метални сплави, които осигуряват висока електрическа и топлопроводимост. Тези сплави се справят с ограниченията в предишните устройства, включително невъзможност за разтягане, неефективен топлопренос и сложен процес на производство.

Екипът също така вгради кухи микросфери, за да насочи топлината към полупроводниците в основния слой и да намали теглото на устройството.

Изследователите показаха, че могат да отпечатат тези устройства върху разтегливи текстилни тъкани и извити повърхности, което предполага, че бъдещите устройства могат да бъдат приложени към дрехи и други предмети. Екипът е развълнуван от бъдещите възможности и приложенията в реалния живот на носимата електроника.

„Един уникален аспект на нашето изследване е, че обхваща целия спектър, от синтеза на материали до производството и характеризирането на устройството“, каза Малакути, който също е изследовател в Института за наноинженерни системи на UW. „Това ни дава свободата да проектираме нови материали, да проектираме всяка стъпка в процеса и да бъдем креативни.“

Youngshang Han, магистър по машинно инженерство в UW, беше водещият автор на статията. Leif-Erik Simonsen е допълнителен съавтор.


Екипът разработва механизъм за контрол на задействането, охлаждането и преобразуването на енергия за мека роботика


Повече информация:
Youngshang Han et al, Отпечатване на течни метални еластомерни композити за високопроизводителни разтегливи термоелектрически генератори, Усъвършенствани енергийни материали (2022). DOI: 10.1002/aenm.202201413

Цитат: Гъвкаво устройство, което събира топлинна енергия за захранване на носима електроника (2022 г., 2 август), извлечено на 3 август 2022 г. от https://techxplore.com/news/2022-08-flexible-device-harvests-thermal-energy.html

Този документ е обект на авторско право. Освен всяко честно отношение за целите на частно проучване или изследване, никоя част не може да бъде възпроизвеждана без писмено разрешение. Съдържанието се предоставя само за информационни цели.