太有创意了！研究人员开发出发烧驱动的可穿戴设备

2021年11月22日消息，最近，研究人员开发了一种发电机，可以利用发烧产生的热量为可穿戴设备供电。典型的热电发电机存在哪些挑战，研究人员证明了什么，以及它对为未来的医疗设备供电是否至关重要？小编将一一道来!


传统热电发电机面临哪些挑战？


热电发电机经常成为新闻，研究人员试图将它们小型化，希望它们可以成为可穿戴设备。如果成功，可穿戴 TEG 可以无限期地仅使用体热作为能源为移动设备供电。这将消除对设备充电站、为智能医疗设备供电，甚至提供医疗植入物的需要。


                    


然而 TEG 的真相是它们效率极低并且产生很少的功率。TEGs不能发挥作用的原因是多方面的，这些因素必不可少地证明人类是非常贫乏的能源。


第一个因素是 TEG 需要温度梯度才能发电，而人体皮肤与室温之间的温差几乎没有很大（最多 10°C 到 15°C）。在环境温度可能比皮肤温度低的炎热国家，这种温度梯度会变得更糟。


第二个因素是 TEG 自然是低效的设备；典型的 TEG 的效率约为 5% 至 15%。TEG 通常用于所有其他典型电源都不可用的偏远地区，例如无法获取太阳能而是使用钚颗粒热量的深空探测器。


第三 一个因素是 TEG 可用，需要许多并行。灵活且可穿戴的 TEG 通常表现出最糟糕的低效率特性，因此需要将数百个连接在一起。尝试佩戴数百个 TEG 来为智能手机供电不仅不切实际，而且不可靠。


研究人员开发出新的热电池技术


德克萨斯农工大学的研究人员认识到 TEG 面临的挑战 开发了一种新的能量转换技术 这可能会为发烧检测传感器提供所需的电力。


新概念使用碳钢电极和由聚苯胺和聚苯乙烯磺酸盐制成的固态聚电解质。简而言之，当暴露于温度梯度时，水溶液中的这种材料组合会发电。温度梯度导致碳钢电极中的过电位腐蚀增加，促进了发生器中的电子流动。





到目前为止，研究人员已经证明，该设备每摄氏度可以产生大约 87mV 的电压，这远远优于大多数基于塞贝克效应的 TEG。此外，研究人员将设备串联起来，为传感器电路产生足够多的电压。


新设备能否为未来的可穿戴医疗设备提供动力？


研究人员将创造一种低成本的发烧传感器 这可能有助于识别可能感染病毒的个体。发烧会使体温急剧升高，而这种温度升高会导致磨损的 TEG 产生更多的能量。这种增加的功率可以直接启动发烧检测器，也可以仅提供运行功率，从而获取准确的温度读数。


然而， 改进和缩小技术规模 可以将其视为未来可穿戴设备的可行能源。大型设备（如智能手机）不太可能由 TEG 供电，因为它们需要大量电力，但智能手表和其他可穿戴医疗传感器确实可以在它们上面可靠地运行。


总的来说，研究人员已经证明可穿戴 TEG 有很大的改进空间，但在目前的状态下，研究人员正在开发一种利用发烧的热量来供电的可穿戴设备。