Los ingenieros de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han demostrado un dispositivo flexible que recolecta la energía térmica del cuerpo humano para controlar la salud. El dispositivo supera a todos los demás recolectores flexibles que utilizan el calor corporal como la única fuente de energía.
en un artículo publicado en energía aplicada , los investigadores del estado de Carolina del Norte informan mejoras significativas en la cosechadora de calor corporal flexible que informaron por primera vez en 2017. Las cosechadoras usan la energía térmica del cuerpo humano para impulsar tecnologías portátiles: piense en relojes inteligentes que midan su frecuencia cardíaca, oxígeno en la sangre,glucosa y otros parámetros de salud, que nunca necesitan recargar sus baterías. La tecnología se basa en los mismos principios que rigen las cosechadoras termoeléctricas rígidas que convierten el calor en energía eléctrica.
Las cosechadoras flexibles que se ajustan al cuerpo humano son muy deseables para su uso con tecnologías portátiles. Mehmet Ozturk, profesor de ingeniería eléctrica e informática del estado de Carolina del Norte y autor correspondiente del artículo, mencionó el contacto superior de la piel con dispositivos flexibles, así como elConsideraciones ergonómicas y de comodidad para el usuario del dispositivo, como las razones principales detrás de la construcción de generadores termoeléctricos flexibles, o TEG.
El rendimiento y la eficiencia de los cosechadores flexibles, sin embargo, actualmente están muy por detrás de los dispositivos rígidos, que han sido superiores en su capacidad para convertir el calor corporal en energía utilizable.
"El dispositivo flexible reportado en este documento es significativamente mejor que otros dispositivos flexibles reportados hasta la fecha y se acerca a la eficiencia de los dispositivos rígidos, lo cual es muy alentador", dijo Ozturk.
El TEG de prueba de concepto originalmente informado en 2017 empleó elementos semiconductores que estaban conectados eléctricamente en serie usando interconexiones de metal líquido hechas de EGaIn, una aleación no tóxica de galio e indio. EGaIn proporcionó conductividad eléctrica similar al metal.y capacidad de estiramiento. Todo el dispositivo estaba incrustado en un elastómero de silicona estirable.
El dispositivo actualizado emplea la misma arquitectura pero mejora significativamente la ingeniería térmica de la versión anterior, al tiempo que aumenta la densidad de los elementos semiconductores responsables de convertir el calor en electricidad. Una de las mejoras es un elastómero de silicona mejorado, esencialmente un tipode goma, que encapsula las interconexiones EGaIn.
"La clave aquí es usar un elastómero de silicona de alta conductividad térmica dopado con escamas de grafeno y EGaIn", dijo Ozturk. El elastómero proporciona robustez mecánica contra pinchazos al tiempo que mejora el rendimiento del dispositivo.
"El uso de este elastómero nos permitió aumentar la conductividad térmica, la tasa de transferencia de calor, seis veces, lo que permitió una mejor difusión del calor lateral", dijo.
Ozturk agregó que una de las fortalezas de la tecnología es que elimina la necesidad de que los fabricantes de dispositivos desarrollen nuevos materiales termoeléctricos flexibles porque incorpora los mismos elementos semiconductores utilizados en dispositivos rígidos. Ozturk dijo que el trabajo futuro se centrará en mejorar aún máslas eficiencias de estos dispositivos flexibles.
Yasaman Sargolzaeiaval, Viswanath P. Ramesh, Taylor V. Neumann, Veena Misra, Michael Dickey y Daryoosh Vashaee son coautores del artículo. El grupo también tiene una patente reciente sobre la tecnología.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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