Китайцы представили прочный носимый термоэлектрик

Китайские ученые разработали новый носимый термоэлектрический материал, который может преобразовывать тепло человеческого тела в электричество. Результаты исследования представлены в журнале Angewandte Chemie.

2 646

В основу системы лег эффект Зеебека, или термоэлектрический эффект. Он заключается в возникновении термоэлектродвижущей (ЭДС) силы в замкнутой цепи из разнородных проводников, контакты которых находятся в разных температурных условиях. Одним из применений такого эффекта является преобразование энергии тепла от кожи в электричество. Трудность в данном случае заключается в небольшой разнице между средней температурой кожи (32 градуса по Цельсию) и окружающей среды. Помимо низкой мощности, полупроводники, основанные на механизме такого преобразования, также являются дорогими и хрупкими.

 

В новом исследовании ученые использовали вместо полупроводников электролитические гели с положительными и отрицательными коэффициентами термо-ЭДС. Они соответствовали полупроводникам n- и p-типа. Электролитические гели размещались между двумя типами термоэлементов из двух небольших металлических пластин каждый. Термоэлементы включали в себя различные окислительно-восстановительные (редокс-) пары: ионов Fe2+/Fe3+ и комплексных ионов [Fe(CN)6]3?/[Fe(CN)6]4?. В результате в термоэлементах первого типа на холодном конце появлялся отрицательный потенциал, в термоэлементах второго — положительный.

 

Термоэлементы располагались на металлических пластинах, выполняющих роль электродов, друг за другом, тогда как сами пластины послойно чередовались. Затем система интегрировалась с перчаткой. При сжатии ладони в кулак между нижележащими и вышележащими пластинами возникала нужная разница температур. Это создавало электрическое напряжение между соседними термоэлементами, оно суммировалось и росло. При температуре воздуха 5 градусов по Цельсию ученым удалось генерировать таким образом потенциал в 0,7 вольт и мощность в 0,3 микроватт. Максимальный уровень потенциала приближался к 1 вольту.

 

По словам авторов, такой подход позволяет реализовать на его основе носимые источники питания, в частности для датчиков в «умной» одежде или аккумулятора для смартфона. В ближайшее время исследователи намерены оптимизировать технологию, повысив мощность материала даже при незначительной разнице температур.

2 646

Подпишись на нашу рассылку лучших статей и получи журнал бесплатно!

Загрузка...
Загрузка...

Комментарии

Plain text

  • Строки и параграфы переносятся автоматически.
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Разрешённые HTML-теги: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <iframe> <embed> <br/>

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии