Bära termiska elektriska enheter som levererar ström baserat på kroppstemperatur är fästa på huden för att lysa upp LED-displayen. Kredit:Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)
Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI) i Sydkorea utvecklade en termoelektrisk modul som genererar elektricitet med hjälp av mänsklig kroppsvärme. Modulen, som är 5 cm bred och 11 cm lång, kan omvandla kroppsvärmeenergi till elektricitet och förstärka den för att driva bärbara enheter.
När en lappliknande struktur fästs på den termoelektriska enheten, en temperaturskillnad uppstår mellan huden och strukturen, imiterar svettkörtlarnas struktur. Denna kärnteknologi kallas "biomimetisk kylfläns". Det ökar uteffekten av den termoelektriska modulen med fem gånger den för konventionella produkter, maximera energieffektiviteten.
Enheten innehåller också den integrerade kretstekniken för energihantering som håller effektiviteten över 80 procent även vid låga spänningar och omvandlar den till en laddningsbar spänning. Särskilt, forskargruppen lyckades generera en effekt på 35 mikrowatt per kvadratcentimeter (uW/cm2), vilket är 1,5 gånger högre än 20 uW/cm2 -effekten som tidigare utvecklats av amerikanska forskare.
Det har bekräftats att när sex enheter moduleras i ett paket, de kan generera upp till en kommersialiseringsnivå på 2~3 milliwatt (mW). Till skillnad från engångsbatterier, de kan kontinuerligt generera energi från den mänskliga kroppstemperaturen. Faktiskt, forskargruppen lyckades tända bokstäverna "ETRI" på LED-displaykortet genom att öka spänningen som genererades från de sex enheter som var fästa vid handleden på en vuxen utan några batterier.
Strömhanteringskretsar som förstärker låga spänningar för effektiv användning av energi som erhålls från kroppstemperaturen. Kredit:Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)
Dessutom, en torrhäftningsmetod som använder nanostruktur användes för att fästa på hudkontaktområdet, för den yttre delen av modulen, mikrostruktur användes för att förhindra lätt rivning. Denna mikro-nano hierarkiska struktur underlättar mer stabil vidhäftning på den mänskliga huden som har olika strävhet.
Forskargruppen genomför för närvarande en uppföljningsstudie för att implementera strömstyrningskretsen i ett chip. Syftet med studien är att förbättra bärbarheten i rörliga situationer samtidigt som det minskar obehaget av att bära plåster. ETRI förutspår att tekniken kommer att kommersialiseras inom två till tre år.
