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Chaleur corporelle capturée pour alimenter des appareils portables légers

Chaleur corporelle capturée pour alimenter des appareils portables légers

Des scientifiques de l'Université du Massachusetts ont développé un tissu capable de capter la chaleur corporelle pour alimenter de petits appareils portables tels que les trackers de fitness.

La chimiste des matériaux Trisha Andrew et son Ph.D. L'élève Linden Allison a développé le tissu qui utilise l'effet «thermoélectrique» qui se produit lorsqu'il y a une différence entre la température corporelle et l'air plus frais ambiant.

Le tissu a une conductivité électrique élevée et une faible conductivité thermique qui lui permet de déplacer les charges électriques d'une région chaude vers une région plus froide en utilisant cet effet alors que de nombreux scientifiques ont identifié la chaleur d'un corps humain comme une source possible d'énergie pour les appareils portables.

La chaleur corporelle est une source d'énergie infinie

Les tissus existants qui peuvent récolter cette source d'énergie sont soit coûteux, toxiques ou inefficaces.

Andrew dit: «Ce que nous avons développé est un moyen d'imprimer à la vapeur des films polymères biocompatibles, flexibles et légers à moindre coût, faits chaque jour, de matériaux abondants sur des tissus de coton qui ont des propriétés thermoélectriques suffisamment élevées pour produire une tension thermique assez élevée, suffisante pour alimenter un petit appareil. »

Les deux scientifiques ont exploité les propriétés de transport de chaleur naturellement faibles de la laine et du coton pour créer des vêtements thermoélectriques capables de maintenir un gradient de température à travers un dispositif électronique connu sous le nom de thermopile.

Cela convertit la chaleur en énergie électrique même sur de longues périodes d'usure continue. «Essentiellement, nous avons capitalisé sur la propriété isolante de base des tissus pour résoudre un problème de longue date dans la communauté des appareils», résument Allison et elle.

«Nous pensons que ce travail sera intéressant pour les ingénieurs de dispositifs qui cherchent à explorer de nouvelles sources d'énergie pour l'électronique portable et les concepteurs intéressés par la création de vêtements intelligents.»

Le tissu profite des propriétés naturelles de la laine

Les scientifiques ont développé un prototype de leur idée en imprimant à la vapeur un polymère conducteur connu sous le nom de poly (3,4-éthylènedioxythiophène) constamment dopé p (PEDOT-Cl) sur une pièce à armure serrée et une pièce à armure moyenne de tissu de coton disponible dans le commerce. .

Celui-ci a ensuite été intégré dans une bande portable qui génère des thermo-tensions supérieures à 20 milliVolts lorsqu'il est porté à la main.

Le prototype a été manipulé et lavé pour tester sa résistance et sa durabilité du matériau. Les performances du matériau «ne se fissurent pas, ne se décollent pas et ne se détachent pas mécaniquement lors du lavage ou de l'abrasion, confirmant la robustesse mécanique du PEDOT-CI imprimé à la vapeur.

La sueur peut être utile pour augmenter la thermovoltage

La sueur a augmenté la sortie de thermovoltage du brassard en tissu, car les matériaux humides sont connus pour mieux conduire la chaleur que les tissus secs. Ils pourraient atténuer le transfert de chaleur excessif en ajoutant une couche de plastique réfléchissant la chaleur entre la peau du porteur et le bracelet.

La recherche a été publiée dans Advanced Materials Technologies.

En résumé, disent les chercheurs, «nous montrons que le processus de revêtement réactif en phase vapeur crée des thermopiles en tissu mécaniquement robustes» avec «des facteurs de puissance thermoélectrique particulièrement élevés» à des différentiels de basse température par rapport aux dispositifs produits traditionnellement.

«En outre, nous décrivons les meilleures pratiques pour intégrer naturellement des thermopiles dans les vêtements, ce qui permet de maintenir des gradients de température importants à travers la thermopile malgré une usure continue.»

La recherche pourrait ouvrir la voie à des tissus plus abordables et non toxiques qui pourraient être utilisés pour alimenter les appareils portables.


Voir la vidéo: Système dAlimentation Solaire Portable (Mai 2021).