Термоелектричний прилад перетворює енергію, використовуючи напругу, що виробляється за рахунок різниці температур між двома кінцями матеріалу - він здатний перетворювати теплову енергію в електрику, яке може використовуватися в повсякденному житті. Існуючі термоелектричні пристрої є жорсткими, оскільки складаються з електродів на основі твердих металів і напівпровідників, що перешкоджає повному поглинанню джерел тепла з нерівних поверхонь. Тому останнім часом активно ведуться дослідження по розробці гнучких термоелектричних пристроїв, здатних виробляти енергію в тісному контакті з різними джерелами тепла, в тому числі такими як людська шкіра.
Вчені з Корейського інституту науки і технологій (KIST) розробили тонкі і гнучкі термоелектричні пристрої, що володіють високими енергетичними характеристиками за рахунок максимальної гнучкості і ефективності теплопередачі. Розробники також представили план масового виробництва за допомогою автоматизованого робочого процесу, що включає друкарський процес.
За словами корейських вчених,
Ці дослідження показали, що за допомогою зовнішніх джерел тепла можна працювати з існуючими ношеними пристроями, такими як високотемпературні рукавички. Надалі ми розробимо гнучку термоелектричний платформу, яка зможе працювати з ношеними пристроями, отримуючи енергію тільки за рахунок тепла тіла.
Функціональний композитний матеріал, платформа термоелектричних пристроїв і високопродуктивний автоматизований процес, розроблений в рамках даного дослідження, зможуть в майбутньому сприяти комерціалізації носяться пристроїв, що не вимагають батарейок.
Що стосується існуючих підкладок, які використовуються для досліджень гнучких термоелектричних пристроїв, то їх ефективність передачі теплової енергії низька за рахунок дуже низької теплопровідності. Їх ефективність теплопоглинання також низька через відсутність гнучкості, що утворює при контакті з джерелом тепла шар теплоізоляції, що складається, наприклад, з повітря. Для вирішення цієї проблеми розробляються термоелектричні пристрої на основі органічних матеріалів з високою гнучкістю, проте їх застосування в носяться пристроях неефективно через їх значно більше поганих характеристик в порівнянні з існуючими жорсткими термоелектричними пристроями на основі неорганічних матеріалів.
Група корейських дослідників підвищила гнучкість при одночасному зниженні опору системи за рахунок підключення високоефективного термоелектричного пристрою на основі неорганічних матеріалів до розтяжною підкладці, що складається з нанопроводи срібла. Новий пристрій продемонструвало чудову гнучкість, забезпечуючи тим самим стабільну роботу навіть при вигині або розтягуванні. Крім того, всередині розтягується підкладки були вставлені металеві частинки з високою теплопровідністю, що дозволило збільшити теплопередачу на 800% (1,4 Вт / мК) і вироблення електроенергії більш ніж в три рази.