如何为数十亿颗传感器同时供电？热电转化材料和器件再次成为关键
admin
2021-01-26 03:36:38
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热电转化器件在人体上吸收热能
未来在医疗保健行业或者在许多其他未来的便携式产品应用中我们可能需要数十亿个传感器之间的实现互联。支持这些应用的器件必须小巧、灵活、可靠并且在特定的环境下能够持续的工作。所以研究人员必须开发除电池以外的新能源来为这些器件供电，如果通过持续更换电池的方式既困难又昂贵。
在发表的一项先进材料技术研究中，大阪大学的研究人员已经发现如何通过热电效应，或将温差转化为电能方式，可以最好地驱动这些功率小而灵活的高集成传感器模块。他们的研究表明，为什么迄今为止热电器件的性能尚未发挥出全部潜力。
热电发电具有许多优点，例如，它们具有自我维持能力和动力，没有活动部件，并且稳定可靠。而太阳能和振动能没有这些优点。热电效应都被广泛的应用到航空航天以及其他行业。但是，应用于带柔性电路的电子产品中还处于起步阶段。
许多研究人员仅从热电材料本身的角度优化了器件的性能。该研究的作者解释说：“我们的方法还在于研究电子触点，开关的打开以及闭合。” 因为任何器件的效率都主要取决于接触电阻。
在他们的研究中，研究人员利用先进的工程技术在0.4克，100平方毫米的柔性聚合物薄膜上制造了碲化铋半导体。此器件的重量小于回形针，并且小于成人指甲的大小。研究人员获得了每平方厘米185毫瓦的最大输出功率密度。该研究作者说：“输出功率符合便携式和可穿戴传感器的标准规格。”
但是，由于接触电阻，器件损失了大约40％的可能输出功率。用他们的话说：“显然，研究人员应该集中精力改善热能转化以及改善接触电阻上，以进一步提高功率输出。”
工业4.0旨在帮助每个人实现共同生活和工作，提出将整个社会数字化。这样的未来需要有效的方法来互连我们的产品。研究人员的技术见解对于实现这一梦想至关重要。
