Термоэлектрические системы основаны на технологии, которая использует разницу температур для выработки электроэнергии. Мы уже видели, как этот подход может быть применен к самому маленькому в мире холодильнику, кастрюлям, от которых питаются смартфоны, и даже термоэлектрической краске. Новый пример ученых из Университета Колорадо (UC) предоставляет собой простое кольцо, которое собирает энергию из человеческого тела и даже может восстанавливать себя при повреждении.
Ученые разработали крошечную систему, которая вырабатывает электричество за счет разницы между температурой тела владельца и окружающим воздухом
Термоэлектрическое кольцо является продолжением более ранних исследований группы инженеров-механиков Калифорнийского университета, которые в 2018 продемонстрировали тип электронной кожи, которая может сгибаться, скручиваться и в целом соответствовать реальной коже своего владельца. Кожа, снабженная датчиками, была разработана для работы в качестве незаметного носимого компьютера, но, пожалуй, самой крутой ее функцией было то, что она могла восстанавливаться при случайном нарушении структуры.
Это стало возможным благодаря структуре электронной оболочки, которая состояла из специального полимера под названием полиимин, легированного наночастицами серебра. Она формировала устойчивые химические связи, которые могла восстанавливаться в случае разрыва. Этот атрибут также является ключевой особенностью новейшего устройства команды, но, в отличие от электронной кожи, термоэлектрическое кольцо не нужно подключать к внешнему источнику питания.
Вместо этого он «превращает в батарею само тело владельца», улавливая разницу между естественным теплом тела пользователя и окружающим воздухом, а затем используя термоэлектрические генераторы для преобразования этого тепла в электричество. Они состоят из крошечных термоэлектрических чипов, установленных на полииминовой основе, соединенных с помощью проволок из жидкого металла. Это устройство может генерировать один вольт на каждый квадратный сантиметр кожи, которую оно покрывает, что, по словам исследователей, достаточно для питания электроники, такой как часы и фитнес-трекеры.
Команда разработчиков уверяет, что для удобства наборы таких генераторов можно просто объединить для увеличения выходной мощности в процессе, аналогичном сборке частей Lego. Ученые подсчитали, что версия, увеличенная до размера браслета, может генерировать около 5 вольт. Кроме того, устройство полностью пригодно для вторичной переработки, все его компоненты могут быть растворены или отделены для повторного использования путем погружения в специальный раствор.
