Att lägga till elasticitet till de imponerande egenskaperna hos material som kallas termoelektriska kan hjälpa oss att spara mer kraft, KAUST -forskare har visat.

Från laptopchips och bilavgasrör till industrimaskiner, för de flesta enheter, mycket energi som de förbrukar går förlorad som värme. Flexibla termoelektriska material kan torka upp denna värme och förvandla den till användbar el som de kan använda för att maximera eleffekten.

Nyckeln till det användbara beteendet hos termoelektriska material, såsom vismut tellurid och antimon tellurid, är att när ena sidan av materialet är varmt och den andra sidan är kall, de genererar spontant en elektrisk spänning. Ju högre temperaturgradient, ju mer kraft de genererar. Men hittills, termoelektriska generatorer (TEG) har nästan undantagslöst tillverkats av fasta block av termoelektriska material.

"Vi föreställde oss att en töjbar TEG skulle uppnå mer uteffekt eftersom den enkelt kan hålla ett längre avstånd mellan den varma änden och den kalla änden, "sa Muhammad Hussain, Professor i elektroteknik vid KAUST, som ledde forskningen. Den kalla änden av den töjbara TEG kan dras längre bort från värmekällan, maximera temperaturgradienten.

Hussains team gjorde de flexibla TEG:erna genom att belägga vismuttellurid eller antimontellurid på ett spiralformat flexibelt papper eller polymersubstrat. Hussain förklarade att denna spiralformade arkitektur är det som tillät TEG att böja och sträcka sig åt alla håll samtidigt som den bibehåller sin mekaniska integritet.

En enkel spiralform, tillverkad av ett papperssubstrat (som har lägre värmeledningsförmåga än polymeren), var den bästa designen, genererar mer än dubbelt så mycket kraft när den sträcks än när den läggs platt.

Hussain har ett par första applikationer i åtanke för sina stretchiga TEG. "För bärbara prylar, de kan vara mycket användbara, "säger han." Ett annat närområde vi tittar på är termoelektrisk kraft från fartyg och bilar. Deras övre yta är under solen och deras nedre yta är alltid i vattnet eller i skuggan. "

"Töjbara TEG kan användas i nästan alla applikationer där spillvärme återvinns, Tillade Hussain. Traditionellt, för att öka kraftproduktionen från en TEG, tankeprocessen har enbart fokuserat på att förbättra de termoelektriska egenskaperna hos olika termoelektriska material. Vi har tydligt visat att arkitekturen för TEG är lika viktig för att öka kraftproduktionen oberoende av det termoelektriska material som används. "