Новый термоэлектрогенератор превратит тело человека в батарейку

Термоэлектрические генераторы, превращающие термальную энергию в электричество, изобретены десятки лет назад, но обычно в них используются жесткие неорганические материалы, слишком токсичные, чтобы их можно было безопасно носить на себе. Выходная мощность зависит от разницы температур между двумя сторонами генераторов, что усложняет их применение для выработки электроэнергии из тепла тела. Кроме того, сложно получить достаточно термальной энергии от точки на коже, с которой соприкасаются контакты, а внутреннее сопротивление в устройстве ограничивает выходную мощность.

Для того чтобы обойти все эти трудности, Аканкша Менон и его коллеги разработали устройство, состоящее из тысяч точек — тесно расположенных полимеров p-типа и n-типа. Такая посадка позволяет снизить полное сопротивление и добиться более высокой выходной мощности, порядка нескольких микроватт или даже милливатт. Этого достаточно, чтобы запустить обычный пульсометр, но слишком мало для фитнес-трекера или смартфона, сообщает Phys.org.

Новая конструкция схемы с фрактальной симметрией позволяет разрезать модули вдоль границ симметричных областей, чтобы получить желаемое напряжение и мощность для выполнения определенных задач. Это снимает необходимость в преобразователях, которые усложняют систему и потребляют часть энергии. Особенно ценно такое решение с точки зрения носимых устройств, которые должны состоять из минимального числа компонентов.

Пока это устройство печатается на простой бумаге, но ученые начали изучать возможность нанесения генератора на ткани, которые потом можно будет вшивать в одежду. «Мы хотим интегрировать наши приборы в промышленный текстиль, который люди носят каждый день, — говорит Менон. — Людям будет удобно их носить, и они смогут заряжать что-нибудь теплом своего тела».

Первый термоэлектрический органический транзистор разработали в начале года ученые Швеции. Его чувствительность в 100 раз превышает возможности обычных термоэлектрических материалов.