Китайские ученые разработали новый носимый термоэлектрический материал, который может преобразовывать тепло человеческого тела в электричество. Результаты исследования представлены в журнале Angewandte Chemie.
В основу системы лег эффект Зеебека, или термоэлектрический эффект. Он заключается в возникновении термоэлектродвижущей (ЭДС) силы в замкнутой цепи из разнородных проводников, контакты которых находятся в разных температурных условиях. Одним из применений такого эффекта является преобразование энергии тепла от кожи в электричество. Трудность в данном случае заключается в небольшой разнице между средней температурой кожи (32 градуса по Цельсию) и окружающей среды. Помимо низкой мощности, полупроводники, основанные на механизме такого преобразования, также являются дорогими и хрупкими.
В новом исследовании ученые использовали вместо полупроводников электролитические гели с положительными и отрицательными коэффициентами термо-ЭДС. Они соответствовали полупроводникам n- и p-типа. Электролитические гели размещались между двумя типами термоэлементов из двух небольших металлических пластин каждый. Термоэлементы включали в себя различные окислительно-восстановительные (редокс-) пары: ионов Fe2+/Fe3+ и комплексных ионов [Fe(CN)6]3−/[Fe(CN)6]4−. В результате в термоэлементах первого типа на холодном конце появлялся отрицательный потенциал, в термоэлементах второго — положительный.
Термоэлементы располагались на металлических пластинах, выполняющих роль электродов, друг за другом, тогда как сами пластины послойно чередовались. Затем система интегрировалась с перчаткой. При сжатии ладони в кулак между нижележащими и вышележащими пластинами возникала нужная разница температур. Это создавало электрическое напряжение между соседними термоэлементами, оно суммировалось и росло. При температуре воздуха 5 градусов по Цельсию ученым удалось генерировать таким образом потенциал в 0,7 вольт и мощность в 0,3 микроватт. Максимальный уровень потенциала приближался к 1 вольту.
По словам авторов, такой подход позволяет реализовать на его основе носимые источники питания, в частности для датчиков в «умной» одежде или аккумулятора для смартфона. В ближайшее время исследователи намерены оптимизировать технологию, повысив мощность материала даже при незначительной разнице температур.
Удобно бы было заряжать айфон теплом своего тела, очень жду, хотя, думаю, непомерно дорого будет.
Дорого? Вряд-ли, недавно и беспроводная зарядка для телефона была фантастикой, а сейчас цена комплекта 5-7$.
Предыдущий комментатор говорит правду, так как сама знаю цену беспроводную зарядку. Да, может быть как эта новая технология только появится на рынке, то будет немного недёшево, а потом цена гарантировано упадёт.
Китайцы молодцы не всегда конечно придумывают новое, но отлично улучшают придуманное.
Жду этой новинки! Думаю. что многим понравится!
Очень круто! Не знала что и от тепла человека может быть энергия.
Изобретение вроде бы и полезное, но вопрос в том, как это будет влиять на самого человека? Не ухудшит ли самочувствие такой «отъем» энергии, не ослабит ли организм?
Вряд ли это ухудшит самочувствие человека, ведь речь идёт не об отъёме, а лишь об использовании тепла, выделяющегося естественным образом.