可穿戴电子市场迅速扩张,与日益增长的应用在工业、医疗、个人健康、培训和指导,职业体育,研究和教育。尽管电池是最流行的电源新技术模式,常数,被动的电力从自然资源可能的关键解锁衣物的全部潜力。一个自然的能量来源是一种在这个任务:我们的身体产生的热量。
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这套没有电池
可穿戴电子设备今天在我们周围。智能手表,标签,和运动跟踪设备定期的消费科技产品在全球市场。app亚博体育
这些设备变得越来越与新一代的技术功能。因此,他们的权力的需求也在增加。然而,电池系统,这套通常在需要经常运行费用可中断他们的目的,甚至他们旨在支持的活动。
他们也需要支持充电连接,通常与繁琐的内部和外部网络连接,或精致,专用充电系统。
大量的综合能量收集技术目前正在开发可穿戴电子产品的未来。其中包括基于太阳能系统,摩擦电,甚至生物燃料使用人体自身的微生物过程的细胞。
一种广泛使用的方法,使这套可自给自足与热电发电机发电(羊毛)。从废热羊毛设备可以使电力:他们不需要发出,直接热像蒸汽机一样。
可穿戴电子产品由羊毛可以使常数,在使用时不间断监控。这提供了显著的好处,特别是在健康和研究应用。不引人注目的,连续的,聪明的,被动遥感也是相当有价值的个人培训和职业体育应用程序。
羊毛衣物如何工作
羊毛的工作在任何情况下有温差,因为他们操纵塞贝克效应将温度变化转换为电能。
塞贝克效应产生两个半导体之间的电压差不同的温度。这将创建一个流电流的半导体,可以利用羊毛的电力。
有许多不同的几何图形和架构提出了TEG-powered可穿戴电子产品。
一个说明性的其中一个是由热电板、两个聚二甲基硅氧烷(PDMS)板和两个半导体和氧化铝陶瓷。两者之间的热电板放置PDMS盘子,充当绝缘体减少热量损失转移阶段。有一个热分布装置的一侧。
半导体与一个n型热电偶(负面)半导体和p型半导体(积极的)。外面的氧化铝陶瓷头是分层的半导体装置。
另一个铜热撒布机高度的底部发电机散热更快和冷却装置。这也意味着一部分设备可以工作如果戴在人体的各个部分。
研究TEG-Powered这套
设计的羊毛衣物仍然是一个复杂的工程和制造挑战。使羊毛工作,设备需要最大化的温差可以收获能量。
延长设备的表面积或加载设备与尽可能多的发电机可以增加可用的能源设备,但是他们会这么做的形式因素,安慰和耐磨性。换句话说,更多的权力,更多的功能为代价的很多关键的可穿戴电子技术的优点。
尖端研究目前正在克服这和其他发展挑战仍然是一个相当不成熟的技术。
例如,领导的一个国际和跨学科的团队(UC)博尔德科罗拉多大学的科学家们最近发表的一份报告撰写应用能源演示了TEG-based衣物,“像重构性”。
该设备是灵活的和延伸,它可以回收容易当它达到其使用寿命的终结。团队与动态共价结合模块化热电芯片polyimine小说和液态金属电线设备。
它实现了记录在灵活的羊毛,开路电压1 V /厘米2从95 K温度差异。一个wavelength-selected超材料薄膜应用于冷的一面羊毛导致在外部条件下改进的性能。
可穿戴电子产品的未来将体温动力?
旅行的羊毛技术发展的方向仍然是有前途的,与研究人员开发更加有效(耐用、可靠和经济)设备。
科学家们正在研究纳米材料和纳米结构成为热力衣物的组件。亚博网站下载寻找更具成本效益和可伸缩的制备方法是另一个重要的研究领域。仍然还有许多改进的空间在设备拓扑中,封装方法,电气和热连接在设备上。
一个很有前景的发展是三维Bi的新类2Te3nanonetworks提供高热电功能和可伸缩的制造技术在阳极处理和电镀。
从AZoM: Biopolymer-Based水凝胶电解质?
引用和进一步阅读
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刘,J。等(2017)。可穿戴热电发电机的体温。(在线)HDIAC。可以在:https://hdiac.org/yabo214articles/wearable-thermoelectric-generators-powered-by-body-heat/(2022年9月12日访问)。
Martin-Gonzalez, m . o . Caballero-Calero (2022)。热电发电机作为可靠的替代与余热驱动的可穿戴设备。固态化学杂志》上。doi.org/10.1016/j.jssc.2022.123543
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