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您如何為數(shù)十億個傳感器供電?通過將廢熱轉(zhuǎn)化為電能
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/7/21

互連的醫(yī)療保健和許多其他未來的應(yīng)用程序?qū)⑿枰獢?shù)十億個傳感器之間的Internet連接。支持這些應(yīng)用的設(shè)備必須小巧,靈活,可靠并且在環(huán)境上可持續(xù)。研究人員必須開發(fā)除電池以外的新工具來為這些設(shè)備供電,因?yàn)椴粩喔鼡Q電池既困難又昂貴。


在《先進(jìn)材料技術(shù)》(Advanced Materials Technologies)上發(fā)表的一項(xiàng)研究中,大阪大學(xué)的研究人員揭示了如何最佳利用熱電效應(yīng)或?qū)夭钷D(zhuǎn)化為電能來為小型柔性設(shè)備供電。他們的研究表明了為何迄今為止熱電設(shè)備的性能尚未充分發(fā)揮其潛力。

熱電發(fā)電機(jī)具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如,它們具有自我維持能力和動力,沒有活動部件,并且穩(wěn)定可靠。太陽能和振動功率沒有所有這些優(yōu)點(diǎn)。航空和許多其他行業(yè)使用熱電效應(yīng)。但是,薄型,柔性顯示器的應(yīng)用還處于起步階段。


許多研究人員僅從熱電材料本身的角度優(yōu)化了設(shè)備性能。該研究的通訊作者Tohru Sugahara解釋說:“我們的方法還在于研究電觸點(diǎn)或打開或關(guān)閉設(shè)備的開關(guān)! “任何設(shè)備的效率都主要取決于接觸電阻!


在他們的研究中,研究人員使用先進(jìn)的工程技術(shù)在0.4克,100平方毫米的柔性聚合物薄膜上制造了碲化鉍半導(dǎo)體。此設(shè)備的重量小于回形針,并且小于成人指甲的大小。研究人員獲得了每平方厘米185毫瓦的最大輸出功率密度。Sugahara說:“輸出功率符合便攜式和可穿戴傳感器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格!


但是,由于接觸電阻,設(shè)備損失了大約40%的可能輸出功率。用Sugahara的話來說:“顯然,研究人員應(yīng)該集中精力改善熱和電接觸電阻,以進(jìn)一步提高功率輸出!


日本的“社會5.0倡議”旨在幫助每個人共同生活和工作,提出將整個社會數(shù)字化。這樣的未來需要有效的方法來互連我們的設(shè)備。共同夢想作家埃庫巴魯(Ekubaru)和須賀原(Sugahara)的技術(shù)見解對于實(shí)現(xiàn)這一夢想至關(guān)重要。


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