Создано новое устройство для переработки тепла тела в электричество

Носимые термоэлектрические генераторы (НТГ) производят электричество за счет разницы между температурой тела и внешней температурой воздуха. Однако большинство подобных разработок либо используют громоздкие теплопоглотители, либо производят максимум один микроватт энергии на квадратный сантиметр. Американским ученым удалось добиться показателя 20 микроватт на кв. см без использования теплопоглотителя, сообщает Science Daily со ссылкой на публикацию в журнале Applied Energy.

В основе новой технологии лежит слой теплопроводного материала, который крепится к коже и рассеивает тепло. На него наносится полимерный слой, который удерживает тепло. Этот слой заставляет тепловое излучение тела проходит сквозь расположенный в центре НТГ размером в 1 кв. см. Излишки тепла, которые не преобразуются в электричество, проходят через НТГ к внешнему слою теплопроводного материала, где и рассеиваются. Толщина такой гибкой установки составляет всего 2 мм.

Ученые также определили, какая часть тела лучше всего подходит для сбора тепла. Оказалось, что оптимальный вариант — это предплечье. Хотя температура тела там ниже, чем на запястье, но зато на этой части проще установить прибор для сбора энергии. Исследователи также вмонтировали НТГ в футболку, которая может генерировать 6 микроватт на кв. см и 16 микроватт на кв. см во время пробежки.

Разработка может стать основой новых носимых устройств для отслеживания состояния здоровья. Цель ученых — создать такие системы, которые позволят отказаться от использования аккумуляторов и сделать процесс выработки энергии автономным.

Эксперименты с теплом, его удержанием и накапливанием проводятся в различных областях науки и имеют широкий спектр применения. Так в начале года профессор Митч Антаматтен из Рочестерского университета изобрел новый полимер, который меняет свою форму под воздействием температуры тела и способен поднять груз, в 1000 раз превышающий его массу. Эта разработка может применяться как в сфере хирургии, так и в робототехнике, например, для создания искусственной кожи.

Полимеры также использовали инженеры Университета штата Пенсильвания. Они разработали уникальный сплав сегнетоэлектрических полимеров, которые могут удерживать накопленное тепло, даже когда внешнее электрическое поле отключено, что позволяет создавать эффективные системы охлаждения.

Важную роль преобразование тепла в электричество играет в сфере промышленности, так как этот процесс позволяет экономить электроэнергию. Весной инженеры малайзийского университета MARA и австралийского RMIT представили систему преобразования выделяемого во время промышленных процессов тепла в электричество.