Термоэлектрический генератор для носимых смарт часов и гаджетов.

Переносные компьютеры, устройства, гаджеты различных типов в ближайшее время заполонят все возможные позиции в жизни человека это значит, что следующее поколение мобильных электронных устройств, от умных часов до умных смарт очков и кардиостимуляторов уже войдут в повседневную жизнь. А это значит, что основным критерием при ношении будет является их не большая масса, при этом они должны быть гибкими и оснащены источником питания, который должен  быть портативный, долговечный, но не аккумулятор или батарея, а уже, по всей видимости, генератор. Как улучшить питание и сделать его стабильным и надежным, является одним из наиболее важных вопросов, которые относятся к носимым гаджетам.

Команда исследователей KAIST во главе с Byung Jin Cho, профессором электротехники, предложил решение этой проблемы путем разработки «стеклоткани» с основе технологии находится термоэлектрический (ТЭ) генератор, который является чрезвычайно легким и гибким и вырабатывает электричество из тепла человеческого тела. На самом деле, это настолько гибкий материал, что допустимый радиус изгиба генератора составит 20 мм. При этом не произойдут изменения в производительности, даже если генератор претерпит на 120 циклов изгибов.

На сегодняшний день два типа ТЭ генераторов были разработаны на основе органических или неорганических материалов. Органические генераторы TЭ используют полимеры, которые очень гибкие и совместимы с человеческой кожей, идеально подходят для носимой электроники. Полимеры, однако, имеют низкую механическую прочность. TЭ генераторы на неорганической основе могут выработок электроэнергии чуть больше, однако они остаются тяжелыми, жесткими и громоздкими.

Профессор Чо придумал новую концепцию, а техники дизайна построили гибкий TЭ генератор, который минимизирует потери тепловой энергии и попутно усиливет мощность. Его состав - это синтезированная жидко подобная паста н-типа (Bi2Te3) и р-типа (Sb2Te3) TЭ материалов. Которые разместили на стеклоткани, применяя методику производства дисплеев. Паста пронизана через ячейки ткани и образуются пленка TЭ материалов в диапазоне толщин в несколько сот микрон. В результате, сотня TЭ материальных точек (в сочетании N и P типов) были помещены на определенном участке стеклоткани.

Термоэлектрический генератор разработан в виде браслета. Генератор может легко гнуться по форме человеческого тела.

Профессор Чо объяснил, что его генератор TЭ имеет само-поддерживающуюся структуру, без использования толстые внешних субстратов (обычно сделанных из керамики или оксида алюминия), которые держат неорганических материалы TЭ. Эти субстраты отводят большую часть тепловой энергии, что приводит к существенным потерям мощность TЭ.

Господин Чо также прокомментировал: « Для нашего случая, сама стеклоткань служит верхней и нижней подложкой генератора TЭ, сохраняя неорганических материалы TЭ между ними. Это довольно иновационный подход к дизайну генераторов. При этом, мы смогли значительно уменьшить массу генератора (~ 0.13 грамм/cm2), что является важным показателем для носимой электроники и гаджетов.»

При использовании TЭ генератора от KAIST (с размером 10 см х 10 см) по форме носимых браслетов, были проведены замеры, он производит около 40 миливат электроэнергии на разности внешней и внутренней температур, воздух 0 ° С и человеческой кожей.

Термоэлектрический генератор KAIST может быть согнут 120 раз, но он по-прежнему будет показывать столь же высокую производительность.

Профессор Чо дополнительно сказал достоинстве нового генератора: " Наша технология представляет легкий и простой способ изготовления чрезвычайно гибких, лёгких и высокопроизводительных TЭ генераторов . Мы ожидаем, что эта технология найдет дальнейшие применение в наращивании масштабов производства в таких сферах как автомобили, заводы, самолеты, судостроение, где в больших количествах пропадает тепловая энергия".