Koleksi Daya Suhu Kulit untuk Elektronik Portabel Bebas Baterai

Ilustrasi konseptual kepatuhan TEG dengan elektroda lunak dan konduktor panas lunak (s-HC) untuk aplikasi sirkuit bertenaga sendiri. Sisipan kiri adalah foto kaki termoelektrik (TE) berdasarkan bismuth telluride (Bi2Te3) dan sisipan kanan adalah gambar optik penampang yang sesuai dengan TEG. Batang tangga, 5 dan 1 mm. Kredit: Institut Sains dan Teknologi Korea (KIST)

Pengembangan perangkat termoelektrik fleksibel dengan fleksibilitas maksimal dan efisiensi tinggi; memungkinkan produksi massal dengan kinerja tinggi dengan pemrosesan otomatis, komersialisasi perangkat portabel self-propelled.

Perangkat termoelektrik adalah perangkat konversi energi yang menggunakan tegangan yang dihasilkan oleh perbedaan suhu antara kedua ujung material; ia mampu mengubah energi panas, seperti limbah panas dari lokasi industri, menjadi listrik yang dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Perangkat termoelektrik yang ada bersifat kaku karena tersusun dari elektroda berdasarkan logam keras dan semikonduktor, mencegah penyerapan penuh sumber panas dari permukaan yang tidak rata. Oleh karena itu, penelitian terbaru telah secara aktif dilakukan pada pengembangan perangkat termoelektrik fleksibel yang mampu menghasilkan energi dalam kontak dekat dengan berbagai sumber panas seperti kulit manusia dan pipa air panas.

Institut Sains dan Teknologi Korea (KOTAK) mengumumkan bahwa tim peneliti kolaboratif yang dipimpin oleh Dr. Seungjun Chung dari Pusat Penelitian Bahan Hibrid Hibrid dan Profesor Yongtaek Hong dari Departemen Teknik Listrik dan Komputer Universitas Nasional Seoul (SNU, Presiden OH Se-Jung) telah mengembangkan perangkat termoelektrik fleksibel dengan kinerja pembangkit daya tinggi yang memaksimalkan fleksibilitas dan efisiensi perpindahan panas. Tim peneliti juga mempresentasikan rencana produksi massal melalui proses otomatis termasuk proses pencetakan.

Sarung Tangan Peringatan Permukaan Panas

Ilustrasi skematis sarung tangan peringatan permukaan panas dengan sistem LED mandiri dan paket penutup cahaya. Foto yang menunjukkan demonstrasi sarung tangan yang dipasang pada TEG saat digunakan untuk memegang berbagai benda panas seperti botol dan ketel. Serangga menunjukkan tampilan sistem dan paket self-propelled yang diperbesar. Kontak konformal antara sarung tangan yang terpasang TEG dan permukaan 3D sumber panas memberikan tanda cahaya “H” tanpa bantuan dari catu daya eksternal. Batang skala, 5, 5 cm dan 5 mm. Kredit: Institut Sains dan Teknologi Korea (KIST)

Mengenai substrat yang ada yang digunakan untuk penelitian tentang perangkat termoelektrik fleksibel, efisiensi transfer energi termalnya rendah karena konduktivitas termal yang sangat rendah. Efisiensi penyerapan panasnya juga rendah karena kurangnya fleksibilitas, membentuk lapisan pelindung panas, misalnya udara, ketika bersentuhan dengan sumber panas. Untuk mengatasi masalah ini, perangkat termoelektrik berbasis bahan organik telah dikembangkan dengan fleksibilitas tinggi, tetapi aplikasinya pada laptop tidak mudah karena kinerjanya yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan perangkat termoelektrik kaku berdasarkan bahan anorganik yang ada. .

Seungjun Chung

Dr. Seungjun Chung dari Pusat Penelitian Bahan Hibrid Lunak, KIST. Kredit: Institut Sains dan Teknologi Korea (KIST)

Tim peneliti yang disebutkan di atas telah meningkatkan fleksibilitas sambil menurunkan resistansi perangkat termoelektrik dengan menghubungkan perangkat termoelektrik berkinerja tinggi berdasarkan bahan anorganik ke substrat memanjang yang terdiri dari kawat nano perak. Perangkat termoelektrik yang dikembangkan menunjukkan fleksibilitas yang sangat baik, sehingga memungkinkan operasi yang stabil bahkan saat membungkuk atau memanjang. Selain itu, partikel logam dengan konduktivitas termal tinggi dimasukkan ke dalam substrat memanjang untuk meningkatkan kapasitas perpindahan panas sebesar 800% (1,4 W / mK) dan pembangkit listrik dengan faktor lebih dari tiga. (Ketika perbedaan suhu 40? Atau lebih antara kedua ujung perangkat termoelektrik yang dikembangkan, 7 mW / cm2 listrik dihasilkan. Ketika dipasang ke kulit manusia, 7 μW / cm2 listrik dihasilkan hanya oleh suhu tubuh.) Secara bersamaan, para peneliti mengotomatiskan seluruh proses yang kompleks, dari proses platform lunak hingga pengembangan perangkat termoelektrik, sehingga memungkinkan produksi massal perangkat.

Perangkat yang dikembangkan dapat digunakan sebagai sensor suhu tinggi di lokasi industri atau sebagai sensor pendeteksi jarak bebas baterai untuk pengemudian otonom dengan menggunakan perbedaan suhu di luar mobil. Dengan demikian, perangkat ini diharapkan dapat mengatasi masalah sumber daya sistem sensor berbasis baterai yang berisiko meledak di lingkungan bersuhu tinggi.

Dr Seungjun Chung, dengan KIST, berkata: “Penelitian ini telah menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk mengoperasikan pakaian yang dapat dikenakan seperti sarung tangan sensor suhu tinggi menggunakan sumber panas eksternal. Ke depan, kami akan mengembangkan platform termoelektrik fleksibel yang dapat beroperasi. dapat dikenakan hanya dengan suhu tubuh. “Dia melanjutkan,” Hasil penelitian kami signifikan dalam hal material komposit fungsional, platform perangkat termoelektrik, dan proses otomatis berkinerja tinggi yang dikembangkan dalam studi ini dapat berkontribusi pada pemasaran pakaian tanpa baterai di masa depan. “

Referensi: “Generator Termoelektrik Sesuai Berkinerja Tinggi dengan Konduktor Panas Lembut Magnetik Rakitan Sendiri untuk Elektronik Portabel Bertenaga Sendiri” oleh Byeongmoon Lee, Hyeon Cho, Kyung Tae Park, Jin-Sang Kim, Min Park, Heesuk Kim, Yongtaek Hong dan Seungjun Chung, 23 November 2020, Komunikasi Alam.
DOI: 10.1038 / s41467-020-19756-z

Riset ini didukung oleh Kementerian Sains dan TIK (MSIT), dan dilakukan dalam kerangka Program Litbang Kelembagaan KIST, Program Penemuan Materi Kreatif dari Yayasan Riset Nasional. Korea, Proyek Penelitian Konvergensi Kreatif dan Proyek Perbatasan Global. Hasil penelitiannya dipublikasikan dalam edisi terbaru Jurnal Internasional Komunikasi Alam (JIKA: 12.121).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.