science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Team ontwikkelt thermo-elektrisch apparaat dat elektriciteit opwekt met behulp van menselijke lichaamswarmte

Het dragen van thermische elektrische apparaten die stroom leveren op basis van lichaamstemperatuur, worden op de huid bevestigd om het LED-display te verlichten. Krediet:het onderzoeksinstituut voor elektronica en telecommunicatie (ETRI)

Het Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI) in Zuid-Korea heeft een thermo-elektrische module ontwikkeld die elektriciteit opwekt met behulp van menselijke lichaamswarmte. De module, die 5 cm breed en 11 cm lang is, kan lichaamswarmte-energie omzetten in elektriciteit en deze versterken om draagbare apparaten van stroom te voorzien.

Wanneer een patch-achtige structuur op het thermo-elektrische apparaat wordt bevestigd, er ontstaat een temperatuurverschil tussen de huid en de structuur, de structuur van de zweetklieren nabootsen. Deze kerntechnologie wordt "biomimetische koellichaam" genoemd. Het verhoogt de output van de thermo-elektrische module met vijf keer die van conventionele producten, het maximaliseren van de energie-efficiëntie.

Het apparaat bevat ook de geïntegreerde circuittechnologie voor energiebeheer die de efficiëntie boven de 80 procent houdt, zelfs bij lage spanningen, en deze omzet in een oplaadbare spanning. Vooral, het onderzoeksteam is erin geslaagd een output van 35 microwatt per vierkante centimeter (uW/cm2) te genereren, wat 1,5 keer hoger is dan de 20 uW/cm2 output die eerder door Amerikaanse onderzoekers is ontwikkeld.

Er is bevestigd dat wanneer zes apparaten in een bundel worden gemodulariseerd, ze kunnen tot een commercialiseringsniveau van 2~3 milliwatt (mW) genereren. In tegenstelling tot wegwerpbatterijen, ze kunnen continu energie opwekken uit de menselijke lichaamstemperatuur. In feite, het onderzoeksteam slaagde erin de letters "ETRI" op het LED-displaybord te verlichten door de spanning te verhogen die wordt gegenereerd door de zes apparaten die zonder batterijen aan de pols van een volwassene zijn bevestigd.

Stroombeheercircuits die lage spanningen versterken voor efficiënt gebruik van energie verkregen uit lichaamstemperatuur. Krediet:het onderzoeksinstituut voor elektronica en telecommunicatie (ETRI)

In aanvulling, een droge adhesiemethode die gebruikmaakt van nanostructuur werd gebruikt om te hechten aan het huidcontactgebied, overwegende dat voor het buitenste deel van de module, microstructuur werd gebruikt om gemakkelijk scheuren te voorkomen. Deze micro-nano hiërarchische structuur vergemakkelijkt een stabielere hechting op de menselijke huid die verschillende ruwheden heeft.

Het onderzoeksteam voert momenteel een vervolgstudie uit om het stroombeheercircuit in één chip te implementeren. Het doel van het onderzoek is om de draagbaarheid in een bewegende situatie te verbeteren en tegelijkertijd het ongemak van het dragen van patches te verminderen. ETRI voorspelt dat de technologie binnen twee tot drie jaar op de markt zal worden gebracht.