باتری‌ها خداحافظ! تکنولوژی جدیدی که گجت‌ها رو با گرمای بدن شارژ می‌کنه

یه تکنولوژی نوین برای شارژ کردن گجت‌های پوشیدنی

یه گروه تحقیقاتی به سرپرستی دانشگاه QUT تونستن یه لایه خیلی نازک و انعطاف‌پذیر بسازن که با استفاده از گرمای بدن، انرژی دستگاه‌های پوشیدنی نسل جدید رو تأمین می‌کنه و دیگه نیازی به باتری نیست. این فناوری همچنین می‌تونه برای خنک کردن تراشه‌های الکترونیکی استفاده بشه و به بهبود عملکرد گوشی‌های هوشمند و کامپیوترها کمک کنه.

پروفسور ژی‌گانگ چن، که نتایج تحقیقاتشون توی مجله Science منتشر شده، گفت این پیشرفت یه جواب به یکی از چالش‌های بزرگ توی ساخت دستگاه‌های ترموالکتریک انعطاف‌پذیره که گرمای بدن رو به انرژی تبدیل می‌کنن. این روش پتانسیل این رو داره که یه منبع انرژی پایدار برای وسایل الکترونیکی پوشیدنی فراهم کنه و همچنین یه راه کارآمد برای خنک کردن تراشه‌ها باشه.

علاوه بر پروفسور چن، محققای QUT که توی این تحقیق مشارکت داشتن، شامل نویسنده اول آقای ونی چن، دکتر شیاولی شی، دکتر منگ لی، آقای یوانچینگ مائو و خانم کینگ‌یی لیو هستند که همگی از مرکز تحقیقاتی ARC در تولید انرژی پاک، دانشکده شیمی و فیزیک QUT و مرکز علوم مواد QUT هستن. بقیه اعضای تیم تحقیقاتی شامل آقای تینگ لیو، پروفسور متیو دارگوش و پروفسور جین زو از دانشگاه کویینزلند و پروفسور گائو کینگ (مکس) لو از دانشگاه سوری هستن.

پروفسور چن گفت: «دستگاه‌های ترموالکتریک انعطاف‌پذیر می‌تونن به‌راحتی روی پوست قرار بگیرن و اختلاف دمای بین بدن انسان و هوای اطراف رو به برق تبدیل کنن.»

کاربردهای جدید ترموالکتریک‌های انعطاف‌پذیر

این فناوری‌ها می‌تونن توی فضاهای تنگ، مثل داخل کامپیوتر یا گوشی موبایل استفاده بشن تا به خنک کردن تراشه‌ها و بهبود عملکردشون کمک کنن. کاربردهای دیگه‌ای که احتمال داره شامل بشه، مدیریت گرمایی شخصی هست، جایی که از گرمای بدن می‌شه برای انرژی دادن به یه سیستم گرمایش، تهویه و سرمایش پوشیدنی استفاده کرد.

با این حال، مشکلاتی مثل محدودیت توی انعطاف‌پذیری، روش تولید پیچیده، هزینه‌های بالا و عملکرد ناکافی باعث شده که این دستگاه‌ها به تولید انبوه نرسن. بیشتر تحقیقات توی این زمینه روی ترموالکتریک‌های مبتنی بر بیسموت تلورید متمرکز شده، چون این مواد به خاطر ویژگی‌های خوبشون توی تبدیل گرما به برق، برای کاربردهای کم‌مصرف مثل مانیتورهای ضربان قلب، دما و حرکت خیلی ایده‌آلن.

فناوری نوآورانه در تولید لایه‌های نازک ترموالکتریک انعطاف‌پذیر

توی این تحقیق، تیم تحقیقاتی یه فناوری کم‌هزینه برای تولید لایه‌های نازک ترموالکتریک انعطاف‌پذیر معرفی کردن که از بلورهای ریز یا “نانو بایندرها” استفاده می‌کنه. این بلورها یه لایه یکنواخت از ورقه‌های بیسموت تلورید رو تشکیل می‌دن و هم کارایی و هم انعطاف‌پذیری رو افزایش می‌دن. پروفسور چن گفت: “ما یه لایه چاپ‌شده اندازه A4 با عملکرد ترموالکتریک بی‌نظیر، انعطاف‌پذیری فوق‌العاده، قابلیت توسعه و هزینه کم ساختیم که اون رو به یکی از بهترین ترموالکتریک‌های انعطاف‌پذیر موجود تبدیل کرده.”

تیم تحقیقاتی از “سنتز حلّال‌حرارتی” استفاده کرد، یه تکنیک که بلورهای نانو رو توی یه حلال تحت دما و فشار بالا شکل می‌ده و با “چاپ صفحه‌ای” و “سینترینگ” ترکیب شده. روش چاپ صفحه‌ای امکان تولید لایه در حجم زیاد رو فراهم می‌کنه، در حالی که سینترینگ، لایه‌ها رو به نقطه ذوبشون نزدیک می‌کنه و ذرات رو به هم وصل می‌کنه.

آقای ونی چن گفت که تکنیک اونا می‌تونه با سیستم‌های دیگه هم کار کنه، مثل ترموالکتریک‌های مبتنی بر سلنید نقره، که احتمالاً ارزون‌تر و پایدارتر از مواد سنتی هستن. او اضافه کرد: “این انعطاف‌پذیری توی مواد نشون‌دهنده امکانات گسترده‌ای هست که رویکرد ما برای پیشرفت فناوری ترموالکتریک انعطاف‌پذیر ارائه می‌ده.”