Акумулятори не потрібні: як новий матеріал дає енергію для гаджетів "з нічого"

Учені з Ульсанського національного інституту науки і технологій (UNIST) розробили унікальну плівку, яка виробляє енергію за рахунок різниці температур між шкірою і навколишнім повітрям. Цей матеріал демонструє рекордну ефективність і може стати основою для повністю автономних переносних гаджетів, пише DongA Science.

Головне досягнення команди під керівництвом професора Чан Сун-Ена — створення іонних термоелектричних матеріалів з безпрецедентно високим показником добротності (ZTi). Для p-типу (де рухаються позитивні іони) цей показник склав 49,5, а для n-типу (негативні іони) — 32,2. Це на 70% вище за попередні світові рекорди. Чим вище це значення, тим більше електрики можна отримати навіть за мінімальної різниці температур.

В основі нових матеріалів лежать провідні полімери, що робить їх легкими, тонкими і гнучкими. Це дає змогу легко інтегрувати їх в одяг або браслети розумних годинників, що щільно прилягають до тіла.

Як це працює

Принцип дії заснований на русі іонів. Коли одна сторона матеріалу нагрівається (від тіла), а інша залишається холоднішою (від повітря), іони починають переміщатися до холодної сторони, створюючи різницю потенціалів і генеруючи електричний струм.

Раніше головною проблемою таких матеріалів була складність балансування: що більше іонів, то вища потенційна потужність, але їхній надлишок заважав вільному руху, знижуючи ефективність. Корейським ученим вдалося знайти золоту середину, оптимізувавши концентрацію іонів і структуру матеріалу за допомогою термодинамічного проектування.

Практичні результати

Під час експериментів дослідники з'єднали 10 пар нових матеріалів у єдиний модуль. Результати вражають: пристрій генерував напругу 1,03 вольта на кожен градус різниці температур. Цього виявилося достатньо, щоб запалити світлодіодну лампочку за перепаду температур лише в 1,5°C.

Ба більше, матеріал показав чудову стабільність: протягом двох місяців випробувань він зберіг понад 95% своєї первісної продуктивності.

"Розроблений матеріал тонкий і гнучкий, що дає змогу легко прикріплювати його до тіла або вигнутих поверхонь. Він відкриває шлях до створення розумних годинників, що самозаряджаються і не потребують батареї, і автономних датчиків, що працюють від мінімальної різниці температур", — зазначив професор Чан Сун-Ен.

Раніше повідомлялося, що Apple Watch можуть зникнути з продажу після гучного суду. Федеральний суд США зобов'язав Apple виплатити $634 мільйони за порушення патентів, пов'язаних із функцією вимірювання рівня кисню в крові в Apple Watch.