编造一个灵活的热电发生器与新结构的设计

技术进步在可穿戴电子产品等领域,物联网(物联网)是第四次工业革命的中心。灵活的能量收获是至关重要的这些技术和设备必须可靠,显示优越的电气和机械性能。一篇论文发表在应用热工程展示了一个灵活的热电发电机,有一个新的结构设计,从而提高能源收获大量的设备。

研究:灵活的Bi₂Te₃基于热电发生器超高功率密度。图片来源:luchschenF / Shutterstock.com

对电力的需求

最近,有一个指数扩张市场的无线传感器和小型发电系统。这些设备的电力需求促进自生的能源设备的必要性。传统的电池技术无法满足这些要求必须充电或更换,不够薄。

聪明灵活、可穿戴设备和材料为这一市场提供显著的优势,由于其低成本和承受机械亚博网站下载变形的能力。然而,当前的灵活的技术有一些缺点,包括复杂的制造过程,低强度和可靠性问题。

热电发电机最近调查自供电的能量收集装置,可用于可穿戴设备和物联网设备。这些设备将低品位热能转化为电能,提供电力。这些设备是有利的,因为他们实现清洁、可靠、无噪声、无振动的能量转换。

无机材料,如碳同素异亚博网站下载形体,铜硫属化合物,和Bi₂Te₃通常用于热电发电机。这些材料,Bi亚博网站下载₂Te₃显示了室温的最大潜力应用由于其高热电优点,屏障技术成熟和稳定。这种材料广泛用于当前热电发电机。

改善Bi的设计和性能₂Te₃发电机

在当前热电发电机,一层Bi₂Te₃是夹在两片铜保税陶瓷基板。然而,这些设备是脆弱和不工作以及灵活的技术作为其热阻增加变形原因。这将导致大幅降低发电能力。

出于这个原因,研究替代材料最近进行设计可靠、高效灵活的热电发电机。亚博网站下载设计了两个主要的战略来克服这些问题,实现这些设备的潜力。

一个策略是使用灵活如半导体热电电影高可塑性,共轭有机聚合物,和薄层Bi₂Te₃亚博网站下载材料。然而,这些设备遭受低功率密度的毫微瓦范围以及可靠性和老龄化问题在长期服务。

印刷新一代灵活的电子产品

其他策略使用刚性的结构设计,无机与有机基质热电的腿。目前很多研究已经证明了该策略的可行性。有趣的是,一些研究人员报道灵活热电发生器设计显示愈合和回收功能。虽然这种策略显示了巨大的希望,挑战仍然存在复杂的装配过程,低强度,剪切应力在机械变形,和高的热阻。

创建一个新颖灵活的热电发生器

为了克服这些问题,这项研究发表在背后的团队应用热工程开发了一种新的灵活的热电发生器。设备的制造避免复杂的步骤。此外,更可靠,实现了ultra-high-power密度。功率密度水平最好的报道之间灵活热电发电机。

设计包括18对小型热电腿夹在两个灵活的基质,基质顶部切成块,允许提高灵活性,当被磨损或变形。性能仍然几乎相同的发电机后受到7400弯曲周期。

此外,开路电压和温度差异显示良好的线性关系,即发电机自供电的温度传感器应用潜力巨大。研究论文已经展示了一种新型装置,有一个理性和实用的设计,为热电发电机的应用奠定基础在可穿戴电子产品和物联网设备。

未来

灵活,可穿戴技术,如传感器、物联网设备,通讯设备和生物医学应用越来越受欢迎在多个行业正在开发的应用程序。如果字段是达到其真正的潜力,设备必须能够依靠自备功能,目前的电池技术,以及灵活的技术,达不到。

提出了研究工作应用热工程展示了一个热电发电机的设计与卓越的可靠性、机械和电气性能,简化制造过程。这样的创新会通知可穿戴电子产品和未来的物联网行业和为下一代柔性热电发生器技术打下坚实的基础。这将提供增强的力量能力的一系列设备中心4^th工业革命。

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你,H et al。(2021)灵活的Bi₂Te₃基于热电发生器超高功率密度(在线)应用热工程117818 | 亚博老虎机网登录sciencedirect.com。可以在:https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359431121012424

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