ウェアラブル熱電発電機は次世代エレクトロニクスに電力を供給できる可能性がある

薄いウェアラブルは肌の上に平らにフィットし、静かに体温を電力に変換します。このアプローチは、バッテリーなしでデバイスを動作させるのに役立ちますか?

ソウル大学工学部の研究チームは、柔軟で薄型の「擬似横型熱電発電機」を開発したと発表した。この次世代ウェアラブル技術は、体温から電気を生成し、電池なしで電力を供給できると主張している。

温度差を電気に変換する熱電発電機は、軽くて柔軟性があるため肌に快適に貼り付けることができます。ただし、デバイスが皮膚に平らに取り付けられている場合、体温は薄膜を直接通過して周囲の空気中に放散され、無視できる温度差が形成されます。熱電発電機は電気を生成するために両側に温度差を必要とするため、これは制限です。

熱制御のためのデュアル基板
熱の流れの方向を変えるために、研究チームは「二重熱伝導性基板」を設計するという新しいアプローチを提案しました。この基板は、伸縮性シリコン (PDMS) 基板の選択された領域のみに熱伝導性の銅ナノ粒子を組み込み、単一の基板内にさまざまな熱伝導率を持つ領域を作成します。

熱電半導体を熱伝導率の高い領域の境界に配置し、熱伝導率の高い領域に沿って横方向に熱を流すことで皮膚からの熱の逃げを防ぐ方法です。これにより基板表面に顕著な温度差が生じ、薄膜でも発電が可能になります。この技術は、従来の横方向熱電効果を構造的に模倣したもので、この種の実証としては初めてであり、研究チームは「擬似横方向熱電発電機」と名付けています。

将来のデバイス向けのウェアラブル電源
このデバイスはインクベースの印刷プロセスを使用して製造されるため、柔軟性が高く、製造が容易です。その設計はスケーラブルでもあり、さまざまな用途に合わせてサイズや形状を調整したり、モジュール式ブロックのように組み合わせたりすることができます。これらの機能により、擬似横型ウェアラブル熱電発電機は、スマート衣類、健康監視センサー、ウェアラブル電子機器などのさまざまなデバイスの自己給電エネルギー技術として広く使用されることが期待されます。