您如何为数十亿个传感器供电?通过将废热转化为电能

 
互连的医疗保健和许多其他未来的应用程序将需要数十亿个传感器之间的Internet连接。支持这些应用的设备必须小巧，灵活，可靠并且在环境上可持续。研究人员必须开发除电池以外的新工具来为这些设备供电，因为持续更换电池既困难又昂贵。
在《先进材料技术》(Advanced Materials Technologies)上发表的一项研究中，大阪大学的研究人员揭示了如何最佳利用热电效应或将温差转换为电能来为小型柔性设备供电。他们的研究表明，为什么迄今为止热电设备的性能尚未发挥出全部潜力。
热电发电机具有许多优点。例如，它们具有自我维持能力和动力，没有活动部件，并且稳定可靠。太阳能和振动功率没有所有这些优点。航空和许多其他行业使用热电效应。但是，薄型，柔性显示器的应用还处于起步阶段。
许多研究人员仅从热电材料本身的角度优化了设备性能。该研究的通讯作者Tohru Sugahara解释说：“我们的方法还在于研究电触点或打开或关闭设备的开关。” “任何设备的效率都主要取决于接触电阻。”
影片1：这些热电半导体芯片是通过高精度芯片贴片机以精确而精确的工艺制造的。学分：大阪大学
电影2：显示紧凑，超轻的柔性热电装置，随风飘动，用手弯曲。学分：大阪大学
在他们的研究中，研究人员利用先进的工程技术在0.4克，100平方毫米的柔性聚合物薄膜上制造了碲化铋半导体。此设备的重量小于回形针，并且小于成人指甲的大小。研究人员获得了每平方厘米185毫瓦的最大输出功率密度。该研究的另一位主要作者之一Tohru Sugahara说：“输出功率符合便携式和可穿戴传感器的标准规格。”
但是，由于接触电阻，设备损失了大约40%的可能输出功率。用Tohru Sugahara的话说：“显然，研究人员应该集中精力改善热和电接触电阻，以进一步提高功率输出。”
日本的“社会5.0倡议”旨在帮助每个人共同生活和工作，提出将整个社会数字化。这样的未来需要有效的方法来互连我们的设备。共同梦想作家埃库巴鲁(Ekubaru)和须贺原(Sugahara)的技术见解对于实现这一梦想至关重要。