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UNIST开发出只要穿上衣服行走就能生产电的可穿戴式热电机,“今后为智能手机充电也将成为可能”

UNIST开发出只要穿上衣服行走就能生产电的可穿戴式热电机,“今后为智能手机充电也将成为可能”

Posted September. 22, 2017 08:19,   

Updated September. 22, 2017 09:42

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用光制造电的太阳能电池,分为硅太阳能电池和混合各种化学物质制造的化合物半导体太阳能电池。这是利用了给予光照内部就会通电的部分物质的特征来进行发电。

 最近,在没有太阳能电池的情况下,利用吸收太阳光后会自动升温的部分与其他部分之间的温度差异的温差发电方式也备受关注。因为其比一般的太阳能电池更薄,制造作业也更为轻便,可以用于人穿的衣服上。

 蔚山科学技术院(UNIST)新材料工学部的崔京镇教授组,重新开发出了融合太阳能和热电元件的“可穿戴式热电发电机”,只要穿上衣服行走,就能生产出电力,还可以为智能手机充电等。

 虽然在过去也有人尝试过利用体温与大气之间的温差来制造电,但由于皮肤和大气的温差只有2摄氏度左右,因此,有很多人评价说,热电发电机的商用化可能性不大。

 崔教授组利用热电元件解决了这个问题。在像布一样柔软富有弹性的电子基板上,把可以吸收光亮的被称为Bi₂Te₃的这一物质制作成墨水形态,并进行多层印刷。这样制成的发电元件,其能得到光照的地方和不得到光照的部分的温差最大可以达到20.9摄氏度。这就是说,与现有的热电发电机相比确保了10倍左右的温差,只要穿着衣服晒太阳就可以生产电。崔教授表示,“希望此次研究成果能在推动小型可穿戴式电子设备的自我充电技术实用化方面起到催化剂的作用。”

 这样制作的“可穿戴式太阳能-热电发电机”在阳光照射下,仅用55.15 mV(毫伏)的电压和4.44μW(微米瓦特)的功率就能产生电。UNIST方面表示,“这是用10个元件进行试验的数值,如果将这个数字增加到200个左右,就可以点亮一个发光二极管(LED)灯泡。如果再次提高性能,并用在整件衣服上,那么具备为智能手机等便携式电子机器进行充电的性能也完全有理由值得期待。”

 研究发电的科学家们正在积极从事,像这样利用被遗弃的能源制造出有用的电的“能量收集技术(Energy Harvesting Technologies)”研究。这是试图利用对太阳能、体温、脚底板的压力等被遗弃的能源的领域。去年5月29日,UNIST新材料工学部白丁民教授组开发了一种利用穿上衣服行动时产生的摩擦力来制造电的技术,其与原有的研究相比可以多生产出20倍的电力。此次崔研究组开发出混合了特殊高分子物质的新材料,提高了电力。



田胜珉=东亚科学记者 enhanced@donga.com