Команда исследователей KAIST, возглавляемых Бюнгом Чжин Чо, преподавателем электротехники, предложила решение этой проблемы, разработав стеклянный основанный на ткани термоэлектрический генератор (TE), который чрезвычайно легок и гибок и вырабатывает электроэнергию от тепла человеческого тела. На самом деле это столь гибко, что допустимый радиус изгиба генератора – всего 20 мм.
Нет никаких изменений в работе, даже если генератор сгибается вверх и вниз максимум для 120 циклов.До настоящего времени два типа генераторов TE были развиты базирующиеся или на органических или неорганических материалах. Органические генераторы TE используют полимеры, которые очень гибки и совместимы с человеческой кожей, идеалом для пригодной электроники. Полимерам, однако, имели малую силу.
Неорганические генераторы TE производят высокую электроэнергию, но они тяжелые, твердые, и большие.Профессор Чо придумал новое понятие и метод проектирования, чтобы построить гибкий генератор TE, который минимизирует тепловую энергетическую потерю, но максимизирует выходную мощность.
Его команда синтезировала подобные жидкости пасты n-типа (Bi2Te3) и p-типа (Sb2Te3) материалы TE и напечатала их на стеклянную ткань, применив метод печати экрана. Пасты проникали через петли ткани и сформировали фильмы материалов TE в диапазоне толщины нескольких сотен микронов. В результате сотни материальных точек TE (в комбинации n и типов p) были напечатаны и хорошо договорились на определенной области стеклянной ткани.
Профессор Чо объяснил, что у его генератора TE есть самоподдерживающаяся структура, устраняя толстые внешние основания (обычно делаемый из керамических или глинозема), которые держат неорганические материалы TE. Эти основания устранили большую часть тепловой энергии, серьезная неудача, которая вызывает власть низкого выпуска продукции.Он также прокомментировал, «Для нашего случая, сама стеклянная ткань служит верхними и более низкими основаниями генератора TE, сохраняя неорганические материалы TE промежуточными.
Это – вполне революционный подход, чтобы проектировать генератор. Таким образом, мы смогли значительно уменьшить вес нашего генератора (~0.13g/cm2), который является существенным элементом для пригодной электроники».Используя генератор ТЕ KAIST (с размером 10 см x 10 см) для носимого устройства браслета, это произведет электроэнергию на приблизительно 40 мВт на основе перепада температур 31 °F между человеческой кожей и окружающим воздухом.Профессор Чо далее описал о достоинствах нового генератора:«Наша технология представляет легкий и простой способ изготовить чрезвычайно гибкий, легкий, и высокоэффективный генератор TE.
Мы ожидаем, что эта технология найдет дальнейшее применение в системах увеличения масштаба, таких как автомобили, фабрики, самолеты и суда, где мы видим богатую тепловую энергию быть потраченными впустую».