Den termoelektriska enheten omvandlar energi med den spänning som produceras av temperaturskillnaden mellan materialets två ändar - det kan konvertera termisk energi till el, som kan användas i vardagen. De befintliga termoelektriska anordningarna är styva, eftersom de består av elektroder baserade på fasta metaller och halvledare, vilket förhindrar fullständig absorption av värmekällor från ojämna ytor. Därför genomföres nyligen forskning aktivt på utvecklingen av flexibla termoelektriska anordningar som kan producera energi i nära kontakt med olika värmekällor, inklusive de som mänsklig hud.
Forskare från Koreanska institutet för vetenskap och teknik (KIST) har utvecklat subtila och flexibla termoelektriska anordningar med hög energiegenskaper på grund av maximal flexibilitet och värmeöverföringseffektivitet. Utvecklarna presenterade också en massproduktionsplan med ett automatiserat arbetsflöde som innefattar en tryckt process.
Enligt koreanska forskare,
Dessa studier har visat att med hjälp av externa värmekällor kan du arbeta med befintliga bär, till exempel hög temperaturhandskar. I framtiden kommer vi att utveckla en flexibel termoelektrisk plattform som kommer att kunna arbeta med Wearase-enheter, som bara får energi på grund av kroppens värme.
Funktionellt kompositmaterial, den termoelektriska enhetsplattformen och en högpresterande automatiserad process som utvecklats under denna studie kommer att kunna främja kommersialiseringen av bärbara enheter som inte kräver batterier i framtiden.
När det gäller de befintliga substrat som används för studier av flexibla termoelektriska anordningar är deras termiska energiöverföringseffektivitet låg på grund av mycket låg värmeledningsförmåga. Deras effektivitet av värmeabsorption är också låg på grund av bristen på flexibilitet som bildar värmeisoleringsskiktet i kontakt med värmekällan som består av luften. För att lösa detta problem utvecklas termoelektriska anordningar baserade på organiska material med hög flexibilitet, men deras användning i bärbara anordningar är ineffektiv på grund av deras betydligt mer dåliga egenskaper jämfört med befintliga styva termoelektriska anordningar baserade på oorganiska material.
Koreanska forskarna grupp ökade flexibiliteten samtidigt som systemmotståndet reducerades genom att ansluta en högeffektiv termoelektrisk anordning baserat på oorganiska material till ett dragsubstrat bestående av silvernanopod. Den nya enheten har visat en utmärkt flexibilitet, vilket ger stabil drift även med böjning eller sträckning. Dessutom infördes metallpartiklar med hög värmeledningsförmåga inuti dragsubstratet, vilket gjorde det möjligt att öka värmeöverföringen med 800% (1,4 W / mk) och generering av el än tre gånger.