Om du använder elektroniska enheter för länge kan de överhettas, som kan sakta ner dem, skada deras komponenter eller till och med få dem att explodera eller fatta eld. Nu, forskare som rapporterar i ACS' Nanobokstäver har utvecklat en hydrogel som både kan kyla ner elektronik, som mobiltelefonbatterier, och omvandla sin spillvärme till el.

Vissa komponenter i elektroniska enheter, inklusive batterier, ljusemitterande dioder (känd som lysdioder) och datormikroprocessorer, generera värme under drift. Överhettning kan minska effektiviteten, tillförlitlighet och livslängd för enheter, förutom att slösa energi. Xuejiao Hu, Kang Liu, Jun Chen och kollegor ville designa en smart termogalvanisk hydrogel som kunde omvandla spillvärme till el, samtidigt som enhetens temperatur sänks. Än så länge, forskare har utvecklat enheter som kan göra det ena eller det andra, men inte båda samtidigt.

Teamet tillverkade en hydrogel bestående av ett ramverk av polyakrylamid infunderat med vatten och specifika joner. När de värmde upp hydrogelen, två av jonerna (ferricyanid och ferrocyanid) överförde elektroner mellan elektroderna, generera elektricitet. Under tiden, vatten inuti hydrogelen förångades, kyler den. Efter användning, hydrogelen regenererade sig själv genom att absorbera vatten från den omgivande luften. För att demonstrera det nya materialet, forskarna fäste den på ett mobiltelefonbatteri under snabb urladdning. En del av spillvärmen omvandlades till 5 μW el, och batteriets temperatur minskade med 68 F. Den reducerade arbetstemperaturen säkerställer säker drift av batteriet, och den skördade elen är tillräcklig för att övervaka batteriet eller styra kylsystemet.