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KIST宣布开发出高效柔性热电装置 可用于车辆冷却板

时间:2021-04-07 16:33:26|来源:|编辑:网络|点击:

盖世汽车讯 据外媒报道,尽管智能手环等可穿戴电子设备不断地发展和商业化,但其发展过程一直受限于定期充电需求。近日,韩国科学技术研究院(KIST)宣布,其全北大学高级复合材料研究所(Jeonbuk Institute of Advanced Composite Materials)Jin-Sang Kim所长领导的研究小组开发出一种高效柔性热电装置,可自主发电,有望突破上述限制。

(图片来源:KIST)

该装置能够通过人体热量自主产生其运行所需的部分电力,且具有增强的隔热功能。其中,隔热功能通过将柔性有机硅化合物(PDMS)制成的海绵状结构实现。该海绵状结构随后被用作提高设备性能的创新型框架。

热电设备利用设备两端间的温差进行发电,且其动力来源为车辆发动机热量或发电厂余热,属于环保型发电机。而新型热电装置通过向电热设备供电,使得装置的一端冷却,而另一端产生热量,因此可适用于小型冰箱、车辆冷却板和半导体设备的温控系统中。

普通的热电装置通常具有支撑热电半导体的刚性陶瓷基板,因此很难使用于弯曲表面上。而柔性热电装置采用的聚合物材料可使设备轻易弯曲。当穿戴上身时,设备可自动产生电力,且还可能被用作便携式空调。因此,柔性热电装置在可穿戴电子设备领域引起了广泛的关注。但由于生产柔性基板的聚合物材料的热导率较高,不能在装置两端阻挡热量。因此,目前生产的柔性热电装置尚不能与具有刚性基板的商业热电装置相提并论。

为解决此问题,KIST的研究小组制造出一种海绵状结构聚合物材料。方法是先将有机硅化合物溶液倒在方糖上并使之固化,随后将方糖溶解在水中。随着方糖溶解,被方糖占据的空间会转变成由微气泡组成的结构。这种结构的隔热能力比传统材料高50%,从而可以有效阻止热量的传递。该小组将这种基板用作支撑框架,从而开发出不会损失性能的柔性热电装置,其性能比现有的柔性热电装置高20%,可与现有商用设备媲美。研究团队成员,包括第一作者Sung-Jin Jung博士和Joonchul Shin博士均成功地通过该柔性装置使用体热打开了LED灯。

所长Jin-Sang Kim表示:“通过简单廉价的工艺,即将有机硅化合物溶液倒在方糖上并使之固化,可大大提高柔性热电装置的效率,并可与商用热电装置相媲美。如果使用大量的该热电装置,未来我们一定可以生产出仅靠人体热量就可运转的智能手环。”

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