Носимые устройства, используемые для мониторинга различных показателей здоровья и окружающей среды, становятся все более популярными. Однако производительность и эффективность гибких устройств бледнеют по сравнению с жесткими устройствами, которые превосходят по своей способности преобразовывать тепло тела в полезную энергию.«Мы хотели разработать гибкий термоэлектрический комбайн, который не ухудшал бы качество материала жестких устройств, но при этом обеспечивал бы аналогичную или лучшую эффективность», — сказал Мехмет Озтюрк, профессор электротехники и компьютерной инженерии в NC State и автор статьи, описывающей Работа. «Использование жестких устройств — не лучший вариант, если учесть ряд различных факторов».
Озтюрк упомянул превосходное сопротивление контакту — или контакту с кожей — с гибкими устройствами, а также соображения эргономики и комфорта для владельца устройства.Озтюрк сказал, что он и его коллеги Майкл Дики и Дариуш Вашаи хотели использовать лучшие термоэлектрические материалы, используемые в жестких устройствах, в гибком корпусе, чтобы производителям не приходилось разрабатывать новые материалы при создании гибких устройств.
Озтюрк сказал, что одна из ключевых проблем гибкого харвестера — это последовательное соединение термоэлектрических элементов с использованием надежных межсоединений с низким удельным сопротивлением. «Мы используем жидкий металл галлия и индия — обычный нетоксичный сплав под названием EGaIn — для соединения термоэлектрических« ножек »», — сказал Озтюрк. «Электрическое сопротивление этих соединений очень низкое, что очень важно, поскольку генерируемая мощность обратно пропорциональна сопротивлению: низкое сопротивление означает большую мощность.«Использование жидкого металла также добавляет функцию самовосстановления: если соединение разрывается, жидкий металл снова соединяется, чтобы устройство снова работало эффективно. Жесткие устройства не могут лечить сами себя», — добавил Озтюрк.
Озтюрк сказал, что будущая работа будет сосредоточена на повышении эффективности этих гибких устройств за счет использования материалов и методов для дальнейшего устранения паразитного сопротивления.Дики, Вашаи, Франсиско Суарес, Дишит П. Парех и Коллин Лэдд были соавторами статьи, которая опубликована в Applied Energy.
У группы также есть заявка на патент на эту технологию.