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UNIST開發出只要穿上衣服行走就能生産電的可穿戴式熱電機,“今後爲智能手機充電也將成爲可能”

UNIST開發出只要穿上衣服行走就能生産電的可穿戴式熱電機,“今後爲智能手機充電也將成爲可能”

Posted September. 22, 2017 08:19   

Updated September. 22, 2017 09:43

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用光制造電的太陽能電池,分爲矽太陽能電池和混合各種化學物質制造的化合物半導體太陽能電池。這是利用了給予光照內部就會通電的部分物質的特征來進行發電。

 最近,在沒有太陽能電池的情況下,利用吸收太陽光後會自動升溫的部分與其他部分之間的溫度差異的溫差發電方式也備受關注。因爲其比一般的太陽能電池更薄,制造作業也更爲輕便,可以用于人穿的衣服上。

 蔚山科學技術院(UNIST)新材料工學部的崔京鎮教授組,重新開發出了融合太陽能和熱電元件的“可穿戴式熱電發電機”,只要穿上衣服行走,就能生産出電力,還可以爲智能手機充電等。

 雖然在過去也有人嘗試過利用體溫與大氣之間的溫差來制造電,但由于皮膚和大氣的溫差只有2攝氏度左右,因此,有很多人評價說,熱電發電機的商用化可能性不大。

 崔教授組利用熱電元件解決了這個問題。在像布一樣柔軟富有彈性的電子基板上,把可以吸收光亮的被稱爲Bi₂Te₃的這一物質制作成墨水形態,並進行多層印刷。這樣制成的發電元件,其能得到光照的地方和不得到光照的部分的溫差最大可以達到20.9攝氏度。這就是說,與現有的熱電發電機相比確保了10倍左右的溫差,只要穿著衣服曬太陽就可以生産電。崔教授表示,“希望此次研究成果能在推動小型可穿戴式電子設備的自我充電技術實用化方面起到催化劑的作用。”

 這樣制作的“可穿戴式太陽能-熱電發電機”在陽光照射下,僅用55.15 mV(毫伏)的電壓和4.44μW(微米瓦特)的功率就能産生電。UNIST方面表示,“這是用10個元件進行試驗的數值,如果將這個數字增加到200個左右,就可以點亮一個發光二極管(LED)燈泡。如果再次提高性能,並用在整件衣服上,那麽具備爲智能手機等便攜式電子機器進行充電的性能也完全有理由值得期待。”

 研究發電的科學家們正在積極從事,像這樣利用被遺棄的能源制造出有用的電的“能量收集技術(Energy Harvesting Technologies)”研究。這是試圖利用對太陽能、體溫、腳底板的壓力等被遺棄的能源的領域。去年5月29日,UNIST新材料工學部白丁民教授組開發了一種利用穿上衣服行動時産生的摩擦力來制造電的技術,其與原有的研究相比可以多生産出20倍的電力。此次崔研究組開發出混合了特殊高分子物質的新材料,提高了電力。



田勝珉=東亞科學記者 enhanced@donga.com