集成灵活的热电能采集系统,用于自动供电的传感器应用
Linlong Liang1, Pan Sheng2, Guang Yao1
1School of Materials and Energy, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China.
ACS applied materials & interfaces
|January 6, 2025
概括
灵活的热电发电机 (FTEG) 为可穿戴电子产品提供了清洁能源解决方案. 这项研究在FTEG中实现了创纪录的功率密度,使得自动供电的智能医疗保健系统能够使用人体热量.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 收集能源 收集能源
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 灵活的热电发电机 (FTEG) 通过收集环境或体温来为可穿戴电子设备提供动力至关重要.
- 随着可穿戴设备多式传感和数据传输的不断增长的功率需求,需要先进的能源解决方案.
- 目前的FTEG面临着输出功率和功率密度的限制.
研究的目的:
- 提高灵活的热电发电机的输出功率和功率密度.
- 开发一种自动供电的智能医疗保健系统,用于实时生理监测.
- 为优化可穿戴电子设备的发电提供一种可行的方法.
主要方法:
- 制造一个64对的FTEG,使用金穿孔和异型电极结构.
- 在FTEG中优化热传输特性.
- 整合FTEG与智能实时医疗保健系统.
主要成果:
- 实现了大大提高的4.1mW的输出功率.
- 在15°C时达到312μWcm−2的最高功率密度.
- 在16.5°C的人类手腕上显示出79.8μW cm−2的功率密度.
- 医疗保健系统消耗约0.1mW,完全由静态状态下的身体热量供电.
结论:
- 新型FTEG设计显著增加了功率密度,为可穿戴设备提供了可行的清洁能源解决方案.
- 开发的智能医疗保健系统可以通过体温连续供电,从而实现实时监控.
- 这项工作介绍了可穿戴电子产品的全球优化方案,解决了它们日益增长的功率需求.
