Недавно последние результаты исследований научно-исследовательской группы Института химии Китайской академии наук были опубликованы в международном академическом журнале «Наука». Специальный пластиковый термоэлектрический пленочный материал, который они разработали,Он может генерировать тепловую энергию за счет разницы температур между телом человека и внешним миром, а его основные показатели установили мировые рекорды для подобных материалов.
Эта пластиковая термоэлектрическая пленка обладает гибкостью пластика и может быть согнута по желанию. При использовании одна сторона находится близко к человеческому телу, а другая сторона контактирует с внешним миром. Он основан на разнице температур между двумя сторонами для завершения термоэлектрического преобразования, достижения эффективного сбора тепла человеческого тела и выработки электроэнергии.
Основная трудность исследований и разработок заключается в решении отраслевой проблемы, связанной с трудным балансом проводимости и теплоизоляции материалов: материал должен иметь хорошую проводимость, чтобы обеспечить поток электронов для выработки электричества, и он должен иметь отличную теплоизоляцию для поддержания разницы температур между двумя сторонами. Эти две характеристики по своей сути противоречивы.
Научно-исследовательская группа использовала характеристики обычных материалов на основе углерода как прорыв и обнаружила, что атомы древесного угля расположены беспорядочно и обладают хорошей теплоизоляцией, но плохой электропроводностью. Атомы графита расположены регулярно и обладают отличной электропроводностью, но слабой теплоизоляцией. Это также основная причина, по которой трудно добиться как электропроводности, так и теплоизоляции.
В конце концов, команда решила проблему, создав неправильную многоуровневую структуру пор. По структуре похож на губку, полную отверстий разного размера и формы. После контакта с теплом оно блокируется слой за слоем и не может быть потеряно. Однако электроны могут плавно перемещаться во внутреннем «зеленом канале», что позволяет материалу идеально соответствовать требованиям двухъядерного ядра по теплоизоляции и проводимости.
С точки зрения безопасности при ношении, эта пленка также имеет комплексную защитную конструкцию. Внешний слой устройства выполнен из изолирующего материала, а внутренняя часть пленки обеспечивает направленную передачу электронов.
Данные испытаний показывают, что утечки тока не происходит, когда пленка прикреплена к коже или контактирует с одеждой, что позволяет полностью избежать проблем с утечками и коротким замыканием. Внутренняя проводящая структура отвечает только за преобразование тепла человеческого тела в электрическую энергию и направленную передачу на заряжаемое электронное устройство.
Что касается эффективности выработки электроэнергии, научно-исследовательская группа продолжит оптимизировать и заряжать небольшие портативные устройства, такие как умные часы, Bluetooth-гарнитуры и браслеты. В будущем он также сможет непрерывно питать мобильные телефоны.