北卡羅萊納州立大學的專家研究的一項新設備可以收集身體熱量,并將這些熱量轉(zhuǎn)化成電量,供電子可穿戴設備使用。
北卡羅萊納州立大學電子與計算機工程副教授Daryoosh Vashaee表示:“可穿戴熱點發(fā)電機(TEG)可以利用身體各部位以及身體與周圍環(huán)境之間的溫差發(fā)電。
以前,除非使用笨重的散熱器,其他方法1平方厘米皮膚產(chǎn)生的熱量只能生產(chǎn)1微瓦特及以下的電量,我們的所采用的技術1平方厘米可以產(chǎn)生20微瓦特的電量,而且無需使用散熱器,這樣不僅減輕了可穿戴設備的重量,也提高了可穿戴設備的舒適度。”
這種新設計的發(fā)電設備的與皮膚接觸的表面覆蓋一層導熱層,可以傳導熱量。導熱材料上面有一層聚合物,可以防止熱量散發(fā)到空中。
這就迫使身體產(chǎn)生的熱量穿過中間的熱點發(fā)電機(TEG)。沒有轉(zhuǎn)化為電能的熱量通過熱點發(fā)電機后穿透外表層的導熱材料,迅速將熱量擴散到空中。所采用的材料十分柔軟,整個系統(tǒng)的厚度僅為2毫米。
研究發(fā)現(xiàn),人體上臂最適合收集熱量。手腕附近皮膚的溫度較高,由于手腕形狀不規(guī)則,TEG環(huán)與皮膚接觸的面積較小。但是,把這種TEG環(huán)綁在胸前又不利于熱量擴散,因為胸膛往往被衣服遮蓋著。
此外,研究人員把TEG縫制到體恤衫上,如果用戶處于跑步狀態(tài),仍可以產(chǎn)生6 μW/cm2至16 μW/cm2的電量。
此次研究的目標是將可穿戴技術用于長期健康監(jiān)測設備,如心臟健康監(jiān)測設備等。
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