I ricercatori dello stato della Carolina del Nord effettuano un aggiornamento ai termoelettrici indossabili

3 giorni fa p Luke James I ricercatori dell'NCSU hanno descritto il loro generatore termoelettrico flessibile (o TEG) come utilizzando elementi a semiconduttore collegati elettricamente in una serie usando interconnessioni metallo-liquido costituite da una lega non tossica di gallio e indio, EGaIn. Ciò ha fornito conduttività elettrica ed estensibilità, consentendo all'intero dispositivo di essere incorporato in un elastomero di silicone estensibile. Nel loro rapporto di ricerca, i ricercatori dell'NCSU hanno riferito di aver apportato miglioramenti significativi al loro TEG - un "raccoglitore di calore corporeo flessibile" - che raccoglie energia termica dal corpo umano per alimentare l'elettronica indossabile. La tecnologia di base si basa sugli stessi principi che regolano le raccoglitrici termoelettriche rigide che convertono il calore in energia elettrica. Secondo Mehmet Ozturk del team NCSU, il dispositivo sperimentale aggiornato è "significativamente migliore rispetto ad altri dispositivi flessibili fino ad oggi riportati e si sta avvicinando all'efficienza dei dispositivi rigidi, il che è molto incoraggiante", perché i dispositivi rigidi hanno tradizionalmente superato i dispositivi flessibili durante la raccolta del corpo calore. Questo perché il dispositivo aggiornato utilizza un elastomero di silicone migliorato che avvolge le interconnessioni EGaIn mentre è ancora costruito utilizzando la stessa architettura dell'iterazione 2017, ma migliora l'ingegneria termica aumentando la densità degli elementi a semiconduttore utilizzati per convertire il calore in elettricità. "La chiave qui sta usando un elastomero siliconico ad alta conducibilità termica drogato con scaglie di grafene ed EGaIn", ha aggiunto Ozturk. “L'uso di questo elastomero ci ha permesso di aumentare la conduttività termica - la velocità di trasferimento del calore - di sei volte, consentendo una migliore diffusione del calore laterale. Il dispositivo flessibile riportato in questo documento è significativamente migliore rispetto ad altri dispositivi flessibili fino ad oggi riportati e si sta avvicinando all'efficienza dei dispositivi rigidi, il che è molto incoraggiante. " Il generatore termoelettrico sviluppato dai ricercatori della North Carolina State University in grado di convertire il calore corporeo in energia per dispositivi indossabili. Immagine usata per gentile concessione della North Carolina State University. Ozturk ha anche sottolineato come la tecnologia sia vantaggiosa per i produttori perché elimina la necessità per loro di sviluppare nuovi materiali termoelettrici flessibili. Questo perché il loro dispositivo utilizza gli stessi elementi a semiconduttore che si trovano comunemente nei dispositivi rigidi. Ha aggiunto che la ricerca futura si concentrerà sul miglioramento ulteriore dell'efficienza di questi dispositivi flessibili. Il dispositivo è ideale per l'uso in una vasta gamma di dispositivi indossabili, principalmente elettronica di consumo e sanitaria, in particolare quelli che devono essere impiantati. Nel corpo umano, c'è molto calore che può essere raccolto dal TEG e utilizzato per alimentare le batterie di dispositivi medici flessibili. Ciò crea un grande potenziale per una nuova ondata di sensori interni, opzioni di trattamento, monitor sanitari e altro ancora che può essere posizionato in aree precedentemente non idonee per dispositivi rigidi. Il finanziamento per il lavoro proviene dal Centro avanzato di auto-alimentazione dei sistemi integrati di sensori e tecnologie (ASSIST) finanziato dalla National Science Foundation dello Stato NC sotto concessione EEC1160483. La missione del Centro ASSIST è quella di creare dispositivi indossabili autoalimentati in grado di rilevare a lungo termine multimodale senza dover sostituire o caricare le batterie.