軟性穿戴式熱電裝置可用體熱發電
作者 : University of Washington
美國華盛頓大學(University of Washington；UW)的研究人員開發了一種創新的解決方案：號稱首創的軟性穿戴式熱電裝置，可將體熱轉化為電能。該裝置柔軟且可拉伸，並兼具堅固且高效率。
從健康和健身追蹤器到虛擬實境(VR)裝置，穿戴式電子產品已成為日常生活的一部份，但要找到能持續為這些裝置供電的方法仍是一項挑戰。
美國華盛頓大學(University of Washington；UW)的研究人員開發了一種創新的解決方案：號稱首創的軟性穿戴式熱電裝置，可將體熱轉化為電能。該裝置柔軟且可拉伸，並兼具堅固且高效率。
該團隊於近期的《先進能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊上發表了這些發現。
UW機械工程助理教授 Mohammad Malakooti 說：「如果我們採集這些熱能，就會是100%的收益，否則這些熱能就會浪費在周圍環境中。因為我們想將這種能量用於自供電的電子裝置，所以需要更高的電源密度。」
「因此，我們利用增層製造的方式，製造了可拉伸的電子產品，提高其效率並使其無縫整合至穿戴式裝置中，解決了基礎研究的問題。」
即使在30%的應變下進行了15,000多次拉伸週期後，研究人員的原型裝置仍保持完整功能，對於穿戴電子裝置和軟性機器人來說，這是非常理想的功能。相較於以往的可拉伸熱電發電機，該裝置的功率密度也提高了 6.5 倍。
為了製造這種軟性裝置，研究人員以3D列印了每一層都具有工程功能和結構特性的複合材料。填充材料中含有液態金屬合金，可提供高導電性和導熱性，從而解決了以前裝置的限制，包括無法拉伸、低效的熱傳遞和複雜的製造製程。
研究團隊還嵌入了空心微球(hollow microsphere)，將熱量引導至核心層的半導體，並減輕了裝置的重量。
研究人員指出，這些裝置可以列印在可拉伸的紡織面料和曲面上，顯示未來的裝置能夠應用於服裝和其他物體。
Malakooti說：「這項研究的一個獨特之處在於涵蓋了完整的範圍，從材料合成到元件製造和表徵，這讓我們可以自由地設計新材料，並在設計過程中的每一步發揮創造力。」
本文原刊登於EDN China網站，夏菲編譯
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