Replacing Batteries for Wearables and Low-Power Applications in IoT

  Bethan Davies

  在 KTH 皇家理工学院(皇家理工学院(注,英文:KTH Royal Institute of Technology,简称:KTH,成立于1827年,坐落于瑞典王国首都斯德哥尔摩,是瑞典国内目前规模最大、历史最悠久的理工院校,为北欧五校联盟成员之一),科学家们在报告中提出,他们即将开发出一种方法来替代电池,服务于物联网 (IoT) 中的低功耗应用和可穿戴设备。

  答案以油墨涂层的形式出现,允许将设备产生的低级热量转化为电能。

专家研究发现:物联网的可穿戴设备和低功耗电池替换新模式

  正如发表在美国化学学会应用材料与界面杂志上的那样,来自斯德哥尔摩 KTH 的科学家报告说,他们已经为可能产生低于 100 oC 热量的设备提出了一种有用的热电涂层混合物。

  热电被称为将热直接转化为电能。捕获设备产生的热量并将其转化为可由同一设备或其他设备使用的能量是可行的。需要的是设计独特的热电材料。

  当热电材料的一端趋于升温时,电荷载流子(电子和空穴)趋于从热端转移到冷端,从而产生电流。一个困难是用可以在大范围内使用而不会随着时间推移而失去性能的材料来调节电阻和导热率。

  KTH 材料化学教授 Muhammet Toprak 表示,他的团队进行的研究集中在设计和开发用于室温操作的混合热电材料。这将固态半导体与聚合物等适应性材料相结合,以设计墨水。

  Toprak教授表示,该涂层可用于任何散热表面,以产生电能。此外,该研究在更好地了解用于混合热电材料设计的材料的局限性和能力方面取得了进展。

  “这些结果为大规模生产和实施热电涂层开辟了一种新的低成本和可持续的方式。 在短期内,预计这将对物联网和其他低功耗应用产生影响。 它可以通过以可穿戴电子设备的形式集成为涂层来代替电池。”
——Muhammet Toprak,KTH 皇家理工学院材料化学教授

  Toprak教授补充说:“从长远来看,随着使用更可持续的无机热电材料组合物和可持续的生物聚合物,如纤维素和木质纤维素(或植物物质),该技术在大面积上的使用将影响热电技术的适应 高效的热能能量收集,作为绿色转型的补充手段。”

  据了解,该研究是与西班牙瓦伦西亚大学和英国华威大学合作进行,并获得了瑞典能源署、瑞典研究委员会的财政支持。