将热能收集到电源可穿戴设备

开发第一个可穿戴的热电设备,该装置将体热转换为电。

图片:华盛顿大学

华盛顿大学的研究人员说,他们已经开发了一种首先的灵活,可穿戴的热电设备,该设备将体内的热量转换为电力,这提供了一种有希望的方法来连续使用电动可穿戴电子设备。研究人员说,该设备柔软,可拉伸,但坚固且高效 - 结合起来可能具有挑战性。

UW机械工程学助理教授Mohammad Malakooti说:“如果我们收获热能,那将是100%的增长。”“因为我们想将这种能量用于自动电子设备,因此需要更高的功率密度。我们利用添加剂制造来制造可拉伸的电子产品,提高其效率,并使其无缝集成到可穿戴设备中,同时回答基本的研究问题。”

研究人员说,即使在30%的应变下超过15,000个拉伸循环之后,原型设备仍保持功能完全正常,这是可穿戴电子和软机器人技术的非常理想的功能。SMART2ZERO报道,该设备还显示出与以前的可拉伸热电发电机相比增加6.5倍。

为了创建灵活的设备,研究人员的3D打印复合材料在每一层具有工程功能和结构性能。填充材料含有液态金属合金,可提供高电导率和热导率。这些合金解决了先前设备中的局限性,包括无法拉伸,效率低下的传热和复杂的制造工艺。

研究人员还嵌入了空心的微球,将热量引导到核心层处的半导体并减轻设备的重量。研究人员表明,他们可以在可拉伸的纺织织物和弯曲表面上打印这些设备,这表明将来可以将未来的设备应用于衣服和其他物体。

“我们研究的一个独特方面是,它涵盖了整个频谱,从物质合成到设备的制造和表征,” Malakooti说,他还是UW纳米工程系统研究所的研究人员。“这使我们可以自由设计新材料,工程师的每一步,并发挥创造力。”

JürgenThalmayer
2022年8月5日

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