Аккумуляторы не нужны: как новый материал дает энергию для гаджетов "из ничего"

Ученые из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) разработали уникальную пленку, которая вырабатывает энергию за счет разницы температур между кожей и окружающим воздухом. Этот материал демонстрирует рекордную эффективность и может стать основой для полностью автономных носимых гаджетов, пишет DongA Science.

Главное достижение команды под руководством профессора Чан Сун-Ена — создание ионных термоэлектрических материалов с беспрецедентно высоким показателем добротности (ZTi). Для p-типа (где движутся положительные ионы) этот показатель составил 49,5, а для n-типа (отрицательные ионы) — 32,2. Это на 70% выше предыдущих мировых рекордов. Чем выше это значение, тем больше электричества можно получить даже при минимальной разнице температур.

В основе новых материалов лежат проводящие полимеры, что делает их легкими, тонкими и гибкими. Это позволяет легко интегрировать их в одежду или браслеты умных часов, плотно прилегающие к телу.

Как это работает

Принцип действия основан на движении ионов. Когда одна сторона материала нагревается (от тела), а другая остается более холодной (от воздуха), ионы начинают перемещаться к холодной стороне, создавая разность потенциалов и генерируя электрический ток.

Практические результаты

В ходе экспериментов исследователи соединили 10 пар новых материалов в единый модуль. Результаты впечатляют: устройство генерировало напряжение 1,03 вольта на каждый градус разницы температур. Этого оказалось достаточно, чтобы зажечь светодиодную лампочку при перепаде температур всего в 1,5°C.

Более того, материал показал отличную стабильность: в течение двух месяцев испытаний он сохранил более 95% своей первоначальной производительности.

"Разработанный материал тонкий и гибкий, что позволяет легко прикреплять его к телу или изогнутым поверхностям. Он открывает путь к созданию самозаряжающихся умных часов, которым не нужна батарея, и автономных датчиков, работающих от минимальной разницы температур", — отметил профессор Чан Сун-Ен.