Il dispositivo termoelettrico converte l'energia utilizzando la tensione prodotta dalla differenza di temperatura tra le due estremità del materiale - è in grado di convertire l'energia termica nell'elettricità, che può essere utilizzata nella vita di tutti i giorni. I dispositivi termoelettrici esistenti sono rigidi, poiché sono costituiti da elettrodi basati su metalli solidi e semiconduttori, che impediscono il pieno assorbimento di fonti di calore provenienti da superfici irregolari. Pertanto, la ricerca recentemente è condotta attivamente sullo sviluppo di dispositivi termoelettrici flessibili in grado di produrre energia in stretto contatto con varie fonti di calore, comprese quelle come la pelle umana.
Gli scienziati dell'Istituto coreano della Scienza e delle tecnologie (KIST) hanno sviluppato dispositivi termoelettrici sottili e flessibili con elevate caratteristiche energetiche a causa della massima flessibilità e dell'efficienza del trasferimento del calore. Gli sviluppatori hanno anche presentato un piano di produzione di massa utilizzando un flusso di lavoro automatizzato comprendente un processo stampato.
Secondo gli scienziati coreani,
Questi studi hanno dimostrato che con l'aiuto di fonti di calore esterni, è possibile lavorare con indossi esistenti, come i guanti ad alta temperatura. In futuro svilupperemo una piattaforma termoelettrica flessibile che sarà in grado di lavorare con dispositivi Wearase, ottenere energia solo a causa del calore del corpo.
Materiale composito funzionale, la piattaforma del dispositivo termoelettrico e un processo automatizzato ad alte prestazioni sviluppato in questo studio sarà in grado di promuovere la commercializzazione di dispositivi indossabili che non richiedono batterie in futuro.
Per quanto riguarda i substrati esistenti utilizzati per gli studi di dispositivi termoelettrici flessibili, la loro efficienza della trasmissione dell'energia termica è bassa a causa di una conduttività termica molto bassa. La loro efficacia dell'assorbimento del calore è anche basso a causa della mancanza di flessibilità formando lo strato di isolamento termico a contatto con la fonte di calore costituita dall'aria. Per risolvere questo problema, vengono sviluppati dispositivi termoelettrici basati su materiali organici ad alta flessibilità con elevata flessibilità, il loro uso in dispositivi indossabili è inefficace a causa delle loro caratteristiche significativamente più brutte rispetto ai dispositivi termoelettrici rigidi esistenti basati su materiali inorganici.
I ricercatori coreani raggruppano una maggiore flessibilità riducendo al contempo la resistenza del sistema collegando un dispositivo termoelettrico altamente efficiente basato su materiali inorganici a un substrato di trazione costituito da Nanopod d'argento. Il nuovo dispositivo ha dimostrato un'eccellente flessibilità, fornendo così un'operazione stabile anche con flessione o stretching. Inoltre, le particelle metalliche con alta conduttività termica sono state inserite all'interno del substrato di trazione, che ha permesso di aumentare il trasferimento del calore dell'800% (1,4 W / MK) e la generazione di energia elettrica di tre volte.