Термоэлектрические системы основаны на технологии, которая использует разницу температур для выработки электроэнергии, и мы увидели, как этот подход может быть применен к самому маленькому в мире холодильнику, кастрюлям, от которых питаются смартфоны, и даже к термоэлектрической краске. Новый пример ученых из Университета Колорадо исследует повседневный потенциал этой технологии, демонстрируемый как кольцо, которое собирает энергию от человеческого тела и может даже восстанавливать себя при повреждении.
Термоэлектрическое кольцо является продолжением более ранних исследований группы инженеров-механиков Калифорнийского университета, которые в 2018 продемонстрировали тип электронной кожи, которая может сгибаться, скручиваться и согласоваться с реальной кожей своего владельца. Кожа, снабженная датчиками, была разработана для работы в качестве незаметного носимого компьютера, но, пожалуй, самой крутой ее функцией было то, что она могла восстанавливаться при повреждении.
Это было связано со структурой электронной кожи, которая состояла из специального полимера, называемого полиимином, который был легирован наночастицами серебра, создавая химическую связь, которая могла восстанавливаться в случае разрыва. Этот атрибут снова является ключевой особенностью новейшего устройства команды, хотя, в отличие от электронной кожи, термоэлектрическое кольцо не нужно подключать к внешнему источнику питания.
Вместо этого оно «превращает тело в батарею», улавливая разницу между естественным теплом тела человека и окружающим воздухом, используя термоэлектрические генераторы для преобразования этого тепла в электричество. Они состоят из крошечных термоэлектрических чипов, установленных на полииминовую основу, которые затем соединяются проволокой из жидкого металла. Это устройство может генерировать один вольт на каждый квадратный сантиметр кожи, которую оно покрывает, что, по словам исследователей, достаточно для питания электроники, такой как часы и фитнес-трекеры.
Команда разработчиков говорит, что для удобства наборы этих генераторов можно просто объединить для увеличения выходной мощности в процессе, аналогичном сборке частей Lego. Ученые подсчитали, что версия, увеличенная до размера браслета, может генерировать около 5 вольт. Кроме того, устройство полностью пригодно для вторичной переработки, все его компоненты могут быть растворены или отделены для повторного использования путем погружения в специальный раствор.
«Мы стараемся сделать наши устройства как можно более дешевыми и надежными, при этом они будут иметь минимальное воздействие на окружающую среду», - говорит Цзянлян Сяо, старший автор статьи.
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances, а на видео ниже представлен обзор технологии.
Источник: New Atlas / University of Colorado
