Чернильное покрытие может позволить устройствам питаться от тепла

Исследователи из Швеции сообщают, что приближаются к тому, чтобы заменить батареи для носимых устройств и приложений с низким энергопотреблением в Интернете вещей (IoT). Ответ кроется в покрытии чернил, позволяющем преобразовывать слабое тепло, выделяемое устройствами, в электрическую энергию.

В публикации в ACS Applied Materials & Interfaces исследователи из Королевского технологического института KTH в Стокгольме сообщают, что они разработали многообещающую смесь термоэлектрического покрытия для устройств, генерирующих тепло менее 100 градусов по Цельсию.

Термоэлектричество – это прямое преобразование тепла в электричество. Можно улавливать тепло, выделяемое устройством, и преобразовывать его в энергию, которая может использоваться тем же или другим устройством.

Требуются специально разработанные термоэлектрические материалы. Когда один конец термоэлектрического материала нагревается, носители заряда перемещаются от горячего конца к холодному, что приводит к возникновению электрического тока. Одна из проблем заключается в управлении теплопроводностью и сопротивлением с помощью материалов, которые можно наносить на большую площадь без потери своих характеристик с течением времени.

Мухаммет Топрак, профессор химии материалов в KTH, говорит, что исследования, проведенные его командой, были сосредоточены на проектировании и разработке гибридных термоэлектрических материалов для работы при комнатной температуре, которые объединяют твердотельные полупроводники с гибкими материалами, такими как полимеры, для создания чернил.

Топрак говорит, что покрытие можно наносить на любую поверхность, которая рассеивает тепло для выработки электроэнергии . Исследование также способствует лучшему пониманию возможностей и ограничений материалов, используемых для проектирования гибридных термоэлектрических материалов.

«Эти результаты открывают новый недорогой и устойчивый способ производства и внедрения термоэлектрических покрытий в больших масштабах», — говорит Топрак. «Ожидается, что в краткосрочной перспективе это окажет влияние на IoT и другие приложения с низким энергопотреблением. Он может заменить батареи, будучи интегрированным в виде покрытия в виде носимой электроники.

«В долгосрочной перспективе, с использованием более устойчивых композиций неорганических термоэлектрических материалов и устойчивых биополимеров, таких как целлюлоза и лигноцеллюлоза (или растительные вещества ), использование этой технологии на больших площадях повлияет на адаптацию термоэлектрической технологии для эффективного нагрева. сбор энергии для получения энергии в качестве дополнительного средства к зеленому переходу».

Дополнительная информация: Хосе Ф. Серрано-Клаумарчирант и др., Термоэлектрические чернила и возможность настройки коэффициента мощности в гибридных пленках с помощью всего процесса решения, ACS Applied Materials & Interfaces (2022). DOI: 10.1021/acsami.1c24392

Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов

hello@technovery.com