Küçük jeneratör, giyilebilir cihazlara güç sağlamak için cilt tarafından yayılan ısıyı yakalar

0
23

TEG bandı ve LED’den oluşan kendi kendine çalışan elektrik sistemini giyen kişi. Kredi bilgileri: Yijie Liu

Çin’deki bilim adamları, insan derisinden yayılan ısıyı elektrik enerjisine dönüştürebilen küçük, esnek bir cihaz geliştirdiler. Ekip, Cell Reports Physical Science dergisinde 29 Nisan’da sunulan araştırmasında, cihazın bir bilekliğe takıldığında gerçek zamanlı olarak bir LED ışığına güç sağlayabileceğini gösterdi. Bulgular, vücut sıcaklığının bir gün fitness izleyicileri gibi giyilebilir elektronik cihazlara güç verebileceğini gösteriyor.

Cihaz, güç üretmek için sıcaklık gradyanlarını kullanan bir termoelektrik jeneratördür (TEG). Bu tasarımda araştırmacılar, güç üretmek için daha sıcak vücut sıcaklığı ile nispeten daha soğuk ortam arasındaki farkı kullanırlar.

“Bu büyük potansiyele sahip bir alan,” diyor Shenzhen’deki Harbin Teknoloji Enstitüsü’nden muhabir yazar Qian Zhang. “TEG’ler atık ısı olarak kaybolan enerjiyi geri kazanabilir ve böylece güç kullanım oranını iyileştirebilir.”

Güç üretmek için hareket enerjisini kullanan geleneksel jeneratörlerin aksine, termoelektrik jeneratörlerin hareketli parçaları yoktur, bu da onları esasen bakım gerektirmez hale getirir. Bu jeneratörler, enerji sağlamak için uzak bölgelerde bulunan makinelere ve uzay sondalarına monte edilir.

Zhang ve meslektaşları yıllardır termoelektrik jeneratörleri tasarlamak için çalışıyorlar. Son yıllarda giyilebilir cihazların giderek daha popüler hale gelmesiyle ekip, bu güvenilir jeneratörlerin bu cihazlardaki geleneksel pilin yerini alıp alamayacağını araştırmak istedi.

“Vücudumuz ve çevremiz arasındaki sıcaklık farklarını küçümsemeyin – bu küçük, ancak deneyimiz onun hala güç üretebileceğini gösteriyor” diyor.

Esnek TEG bilekliği, cildin yaydığı ısıyı elektrik enerjisine dönüştürür ve bir LED’i yakar. Kredi bilgileri: Yijie Liu

Geleneksel TEG’ler genellikle serttir ve yalnızca 200’den az bükülme durumuna dayanabilir. Esnek türler bükme gereksinimini karşılayabilmesine rağmen, performansları yetersiz olma eğilimindedir. Bu sınırlamanın üstesinden gelmek ve cihazı giyilebilir cihazlara daha uyarlanabilir hale getirmek için araştırmacılar, çekirdek elektrik bileşenlerini gerilebilir ve daha yapışkan bir poliüretan malzemeye bağladılar. Testler, cihazın performansta önemli bir değişiklik olmadan en az 10.000 tekrarlanan bükülme vakasından sağ çıktığını gösterdi.

Ek olarak, ticari olarak temin edilebilen TEG’ler, büyük miktarlarda doğal olarak oluşmayan nadir metal bizmutlara büyük ölçüde güvenir. Yeni tasarım, onu kısmen, büyük ölçekli üretimde maliyetleri önemli ölçüde düşürebilen magnezyum bazlı bir malzeme ile değiştirdi.

Araştırmacılar, kendi kendine çalışan bir elektronik sistemin bir prototipini tasarladılar. 4.5 inç uzunluğunda ve 1.1 inç genişliğinde bir TEG bandına bir LED bağladılar. Ardından ekip, ortam koşullarında vücut ısısı 92.9 F’de ölçülen birinin bileğine TEG bandını sardı. Bir sıcaklık farkıyla, jeneratör ciltten yayılan ısıyı topladı ve LED’i başarılı bir şekilde yaktı.

Shenzhen’deki Harbin Teknoloji Enstitüsü’nden ilgili yazar Feng Cao, “Prototipimiz piyasaya sürülürse zaten iyi bir performansa sahip” diyor. Sistemin, uygun voltaj dönüştürücü ile akıllı saatler ve nabız sensörleri gibi elektronik cihazlara güç sağlayabileceğini ekliyor.

Ekip ileriye dönük olarak, cihazın ısıyı daha verimli bir şekilde emebilmesi için tasarımı daha da iyileştirmeyi planlıyor.

Cao, “Daha yeşil enerjiye artan bir talep var ve TEG’ler, boşa harcanan ısıyı güce dönüştürebildikleri için buna tam olarak uyuyor,” diyor. “Örneğin, güneş enerjisi yalnızca güneş olduğunda üretilebilirken, TEG’ler birçok senaryoda – sıcaklık farkı olduğu sürece güç üretebilir.”

Enerji hasadı: Güç üretimi için basılı termoelektrik jeneratörler Daha fazla bilgi: Cell Reports Physical Science, Liu ve diğerleri .: “Çok Fonksiyonlu Kendini Immolatif Üretanlarda Etkin Moleküler Kodlama” www.cell.com/cell-reports-phys… 2666-3864 (21 ) 00102-8, DOI: 10.1016 / j.xcrp.2021.100412

Alıntı: Küçük jeneratör, giyilebilir cihazlara güç vermek için cilt tarafından verilen ısıyı yakalar (2021, 29 Nisan) 29 Nisan 2021 tarihinde https://techxplore.com/news/2021-04-small-captures-skin-power-wearable.html adresinden alındı

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz