用于可穿戴电子设备的玻璃织物上的热电发电机

由电气工程教授ByungJinCho领导的KAIST研究小组通过开发一种基于玻璃纤维的热电(TE)发电机提出了解决这一问题的方法，该发电机非常轻便灵活，可以利用人体的热量发电身体。事实上，它非常灵活，发电机的允许弯曲半径低至20毫米。即使发电机向上和向下弯曲多达120个循环，性能也没有变化。

迄今为止，已经基于有机或无机材料开发了两种类型的TE发生器。有机基TE发生器使用高度柔韧且与人体皮肤兼容的聚合物，是可穿戴电子产品的理想选择。然而，聚合物具有低功率输出。无机基TE发生器产生高电能，但它们重，刚性和笨重。

Cho教授提出了一种新的概念和设计技术，以构建一个灵活的TE发电机，最大限度地减少热能损失，同时最大化功率输出。他的团队合成了液体状的n型(Bi2Te3)和p型(Sb2Te3)TE材料，并通过丝网印刷技术将它们印刷到玻璃织物上。糊剂渗透通过织物的网眼并形成厚度为几百微米的TE材料薄膜。结果，数百个TE材料点(n和p型组合)被印刷并很好地排列在玻璃织物的特定区域上。

Cho教授解释说，他的TE发生器具有自持结构，消除了厚厚的外部基板(通常由陶瓷或氧化铝制成)，可以容纳无机TE材料。这些基板已经带走了很大一部分热能，这是导致低输出功率的严重挫折。

他还评论说：“对于我们的情况，玻璃织物本身作为TE发生器的上下基板，保持无机TE材料介于两者之间。这是设计发电机的一种革命性的方法。这样做，我们是能够显着减轻发电机的重量(~0.13g/cm2)，这是可穿戴电子设备的必备元件。“

当使用KAIST的TE发生器(尺寸为10cmx10cm)作为可穿戴式腕带设备时，根据人体皮肤与周围空气之间31°F的温差，它将产生约40mW的电力。

Cho教授进一步描述了新发电机的优点：

“我们的技术提供了一种简单易行的方法来制造极其灵活，轻便，高性能的TE发电机。我们希望这项技术能够在汽车，工厂，飞机和船舶等扩展系统中得到进一步应用。看到浪费了大量的热能。“

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