Некоторые компоненты электронных устройств, в том числе аккумуляторы, светодиоды и компьютерные микропроцессоры, выделяют тепло во время работы. Перегрев может снизить эффективность, надежность и срок службы устройств в дополнение к потере энергии.
Исследователи хотели разработать интеллектуальный термогальванический гидрогель, который мог бы преобразовывать отработанное тепло в электричество, одновременно снижая температуру. Пока что ученые разработали устройства, которые могут делать одно или другое, но не оба одновременно.
Команда изготовила гидрогель, состоящий из полиакриламидного каркаса, наполненного водой и специфическими ионами. Когда они нагревали гидрогель, два иона (феррицианид и ферроцианид) передавали электроны между электродами, генерируя электричество. Между тем вода внутри гидрогеля испарялась, охлаждая его. После использования гидрогель восстанавливал себя, поглощая воду из окружающего воздуха.
Чтобы продемонстрировать новый материал, исследователи прикрепили его к батарее сотового телефона во время быстрой разрядки. Часть отработанного тепла была преобразована в 5 мкВт электроэнергии, а температура батареи снизилась на 20 °C. Пониженная рабочая температура обеспечивает безопасную работу батареи, а собранного электричества достаточно для зарядки или управления системой охлаждения.