Створено термоелектричний генератор, що дає безплатну енергію: працює прямо на шкірі

Учені з Південної Кореї розробили технологію для створення найефективніших у світі термоелектричних генераторів, які можна носити прямо на тілі. Вони поділилися результатами дослідження в журналі Advanced Energy Materials.

Термоелектричні генератори перетворюють різницю температур між двома кінцями на електричну енергію. Їх вважають екологічно чистими пристроями для збору енергії нового покоління, оскільки вони можуть перетворювати тепло, витрачене в повсякденному житті, зокрема тепло, що виділяється людським тілом.

Досі в більшості термоелектричних генераторів використовували тверді керамічні друковані плати, що ускладнювало їх нанесення на вигнуті поверхні, як-от шкіра або труби з гарячою водою. Пробували використовувати гнучкіші матеріали, такі як кремній, але вони занадто слабо проводять тепло, а це зменшує кількість виробленої електроенергії.

Група вчених на чолі з доктором Хекен Чой і Мін Джу Юном із Науково-дослідного центру матеріалів перетворення енергії Корейського науково-дослідного інституту електротехнології (KERI) збільшила розтяжність пристрою на 35%, використавши так званий "метаматеріал". Звичайні матеріали стискаються у вертикальному напрямку, коли його розтягують у горизонтальному напрямку — гарним прикладом послужить гума, наприклад, камера від велосипеда. Однак вчені навчилися робити метаматеріали, які не зустрічаються в природі й можуть розширюватися одночасно у двох напрямках під час розтягування.

Завдяки метаструктурі гнучка прокладка підвищила стабільність термоелектричного генератора. Його можна трансформувати в різні форми, він добре тягнеться, як людська шкіра, і його легко прикріпити куди завгодно. Зокрема, невеликий шар повітря усередині прокладки має чудові ізоляційні властивості, запобігаючи втратам тепла та забезпечуючи ефективність роботи термоелектричного генератора завдяки збільшенню різниці температур до 30% порівняно з наявними гнучкими термоелектричними генераторами.

Дослідники вважають, що їхній винахід стане в пригоді для створення переносних пристроїв зі штучним інтелектом або інтернету речей. Поки що такі прилади потребують окремого джерела енергії, проте термоелектричні генератори зроблять їх компактнішими та зручнішими в застосуванні. Команда KERI планує в найближчому майбутньому поліпшити охолодження та схеми управління живленням, щоб підвищити ефективність системи.

Раніше вчені створили бездротову батарейку, яку можна імплантувати в тіло та заряджати прямо через шкіру. Вони можуть живити датчики, а також імпланти для доставки ліків.