Small:利用被动辐射技术大幅提升可穿戴热电发电机性能

随着物联网(IoT)技术的快速发展,越来越多的可穿戴电子产品进入人们的生活。可穿戴热电发电机作为一种可以将人体体表热量直接转换成电能的器件,具有无工作流体、无运动部件、运行安静、轻便小巧等独特优势,完美匹配现有的可穿戴电子设备,有望替代传统电池。

如何在器件内部构建有效温差是决定可穿戴热电发电机性能的关键因素之一。由于可穿戴电子设备对便携性、小型化、轻量化的要求,热电发电机的几何尺寸和重量会受到严格约束,传统的散热方式如水冷、风冷、散热翅等并不适用。近日,哈尔滨工业大学(深圳)曹峰张倩团队尝试采用了增强冷端热辐射的方式增大器件内部温差,提升热电发电机性能。在该工作中,研究人员计算并实验验证了在不同环境条件下冷端热辐射对于热电器件的性能影响。研究结果表明,通过被动辐射增大温差会受环境辐射条件影响,冷端与室内环境的辐射能交换在可穿戴热电发电中同样起到积极作用。与原始器件相比,具有辐射散热涂层的可穿戴热电发生机在室外环境下的输出功率提高了约128%,在室内环境下的输出功率提高了约96%。这项工作为进一步增大器件内部温差,提高可穿戴热电发电器件输出性能开辟了一条新的道路。 

哈尔滨工业大学(深圳)曹峰副教授、张倩教授,哈尔滨工业大学刘志国教授为论文共同通讯作者。

论文信息:

Passive Radiative Cooling Enables Improved Performance in Wearable Thermoelectric Generators

Yijie Liu, Shuaihang Hou, Xiaodong Wang, Li Yin, Zuoxu Wu, Xinyu Wang, Jun Mao, Jiehe Sui, Xingjun Liu, Qian Zhang*, Zhiguo Liu*, Feng Cao*

Small

DOI: 10.1002/smll.202106875

原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202106875