导读最近，韩国蔚山国立科技大学（UNIST）材料科学和工程学院的教授KyoungJinChoi领导开发出一种先进的新型能量采集系统，它能够通过简单地与衣物、窗户和建筑物墙壁接触而产生能量。关键字自供电、温差电、可穿戴背景自供电技术，为突破可穿戴电子产品的电池这一关键瓶颈，提供了一个非常有前景的创新方案。笔者曾经介绍过多个自供电相关的创新方案，特别是在《新型柔性可穿戴热电发电机：效率更高、性能更好！》一文中，介绍过温差发电的方式，利用人体热量实现自供电。然而，要实现可穿戴设备的温差发电，必然离不开一个关键设备：热电发电机(TEGs)，它能持续地利用身体与周围环境之间的温差发电。创新今天，我要介绍的创新技术成果仍然是与TEGs相关。最近，由韩国蔚山国立科技大学（UNIST）材料科学和工程学院的教授KyoungJinChoi领导的一项研究，引进了一种先进的新型能量采集系统，它能够通过简单地与衣物、窗户和建筑物墙壁接触而产生能量。这种新型设备的原理是基于冷热两侧之间的温差。温差可以增高到20.9°C，这比由体温驱动的可穿戴热电发电机的1.5°C到4.1°C之间的典型温差要高很多。研究团队期望他们的可穿戴太阳能热电发电机能为通过提高温差进一步提高效率，提供一种有前途的方案。技术能量采集是一个结合许多技术的多样化领域，其中包含了一种采集少量能量的过程，这些能量可能会以热、光、声、振动或者运动的形式消耗掉。热电发电机（TEGs）是指一种能够将废热，例如太阳能、地热能、身体热量，转化为额外电力的设备。目前，利用人体和周围环境之间温差的可穿戴热电（TE）发电机的相关研究取得了显著进展。可是，由身体热量驱动的可穿戴TEG技术一个重要缺陷就是：温度差异只有1~4℃，这阻碍了其进一步商业化。研究团队通过引入一种位于PI基底上的局部太阳能吸收器，解决传统的可穿戴TEGs所面临的温差问题。这种太阳能吸收器是一种五代（five-period）Ti/MgF2超点阵，其中每一层的结构和厚度设计都是为了优化太阳光的吸收。它可以将温差提高到20.9°C，这是迄今为止所报道的所有的可穿戴TEGs的最高值。在这项技术中，Choi教授和他的团队通过在聚酰亚胺（PI）基底上，集成了一种柔性的、基于BiTe的热电腿以及亚微米厚度的太阳能吸收器，设计出一种新型可穿戴的热电发电机（W-STEG）。热电腿通过一种由机械合金化的BiTe基粉末和Sb2Te3基的助烧剂分散在甘油里的油墨组成。当暴露于太阳光下的时候，这种包含了10对p-n腿的W-STEG，具有55.15mV的开路电压以及4.44μW的输出功率。价值UNIST材料科学与工程研究生院的YeonSooJung说：“通过这项研究，我们保证了一种十倍于传统的可穿戴太阳能热电发电机的温差。因为热电发电机的输出与温差的平方根成正比，我们可以在这项技术的帮助下显著提高输出。”Choi教授表示：“我们的新型STEG有望应用于多个领域，例如自供电的可穿戴电子设备。它也可以作为未来进一步提高可穿戴技术市场的催化剂。”参考资料

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