Електрика більше не потрібна: створено гаджет, який живиться завдяки теплу

Дослідники з Вашингтонського університету розробили переносний пристрій, який може використовувати тепло тіла для вироблення власної енергії. Про це повідомляє Interesting Engineering.

Фітнес-трекери та інші переносні пристрої стають дедалі популярнішими, але вони часто стикаються зі спільною проблемою: часом автономної роботи. Новий пристрій працює на енергії від тепла людського тіла і вирішує цю проблему.

Незважаючи на маленький розмір розробки, електрику, що виробляється гаджетом, можна використовувати для живлення різних невеликих електронних пристроїв, включно з батареями, датчиками або світлодіодами.

“Коли ви одягаєте цей пристрій на шкіру, він використовує тепло вашого тіла для безпосереднього живлення світлодіода. Щойно ви одягаєте пристрій, світлодіод загоряється. Раніше це було неможливо”, — повідомив Мохаммад Малакуті, старший автор і доцент кафедри машинобудування Вашингтонського університету.

Більшість пристроїв, що використовують тепло для вироблення електроенергії, описуються як “жорсткі та крихкі”, але цей новий прилад, навпаки, дуже гнучкий і м’який. Також це допомагає йому бути зручним для носіння і навіть приймати форму руки людини.

Дослідники почали з проведення великого моделювання для розроблення цього пристрою. Це дало змогу їм з’ясувати оптимальне поєднання матеріалів і конструкції пристрою.

У результаті пристрій складається з трьох основних шарів: жорстких термоелектричних напівпровідників у центрі, надрукованих на 3D-принтері композитів навколо них і потім надрукованих рідинно-металевих доріжок, що з’єднують напівпровідники.

Водночас термоелектричні напівпровідники перетворюють тепло на електрику, а матеріали, надруковані на 3D-принтері, підвищують перетворення енергії, одночасно знижуючи вагу.

Сліди рідкого металу забезпечують розтяжність, провідність і електричне самовідновлення. А рідкий метал підвищує продуктивність пристрою, покращуючи передачу тепла напівпровідникам, у такий спосіб покращуючи перетворення енергії.

Працівники лабораторії Малакуті самостійно спроєктували і розробили всі компоненти пристрою, за винятком напівпровідників. Ці пристрої можуть бути корисними не тільки в портативних пристроях, а й в інших галузях, наприклад, під час використання їх з електронікою, яка генерує надлишкове тепло.

“Це може бути особливо корисно в центрах оброблення даних, де сервери та обчислювальне обладнання споживають значну кількість електроенергії та генерують тепло, вимагаючи ще більше електроенергії для їхнього охолодження. Наші пристрої можуть вловлювати це тепло і повторно використовувати його для живлення датчиків температури і вологості. Такий підхід більш стійкий, оскільки він створює автономну систему, яка контролює умови, одночасно знижуючи загальне споживання енергії”. — додав Малакуті.

Він також пояснив, що майбутнє багатообіцяюче, але наразі вони зосереджені на закладенні фундаменту за допомогою ефективних і довговічних технологій, що носяться. Результати дослідження вчених були опубліковані в журналі Advanced Materials.

“Ви можете уявити, як прикріпити їх до теплої електроніки і використовувати це надлишкове тепло для живлення невеликих датчиків”, — пояснив Мохаммад Малакуті.