Un petit générateur capture la chaleur dégagée par la peau pour alimenter les appareils portables – Technoguide

Des scientifiques chinois ont mis au point un petit appareil flexible capable de convertir la chaleur émise par la peau humaine en énergie électrique. Dans leur recherche, présentée le 29 avril dans la revue Cell Reports Physical Science, l’équipe a montré que l’appareil pouvait alimenter une lumière LED en temps réel lorsqu’il était porté sur un bracelet. Les résultats suggèrent que la température corporelle pourrait un jour alimenter des appareils électroniques portables tels que les trackers de fitness.

L’appareil est un générateur thermoélectrique (TEG) qui utilise des gradients de température pour générer de l’énergie. Dans cette conception, les chercheurs utilisent la différence entre la température corporelle plus chaude et l’environnement ambiant relativement plus frais pour générer de l’énergie.

«C’est un domaine avec un grand potentiel», déclare l’auteur correspondant Qian Zhang de l’Institut de technologie de Harbin, Shenzhen. “Les TEG peuvent récupérer l’énergie perdue sous forme de chaleur perdue et ainsi améliorer le taux d’utilisation de l’énergie.”

Contrairement aux générateurs traditionnels qui utilisent l’énergie du mouvement pour produire de l’énergie, les générateurs thermoélectriques n’ont pas de pièces mobiles, ce qui les rend pratiquement sans entretien. Ces générateurs sont installés sur des machines situées dans des zones reculées et à bord de sondes spatiales pour fournir de l’énergie.

Zhang et ses collègues travaillent à la conception de générateurs thermoélectriques depuis des années. Les appareils portables devenant de plus en plus populaires ces dernières années, l’équipe souhaitait explorer si ces générateurs fiables pouvaient remplacer la batterie traditionnelle de ces appareils, y compris les trackers de fitness, les montres intelligentes et les biocapteurs.

«Ne sous-estimez pas les différences de température entre notre corps et l’environnement – c’est petit, mais notre expérience montre qu’il peut encore générer de l’énergie», dit-elle.

Les TEG conventionnels sont généralement rigides et ne peuvent résister qu’à moins de 200 instances de flexion. Bien que les types flexibles puissent répondre aux exigences de flexion, leurs performances ont tendance à être inadéquates. Pour surmonter cette limitation et rendre l’appareil plus adaptable aux appareils portables, les chercheurs ont attaché les composants électriques de base à un matériau polyuréthane extensible et plus adhésif. Les tests ont montré que l’appareil a survécu à au moins 10 000 instances de flexion répétée sans modification significative des performances.

De plus, les TEG disponibles dans le commerce dépendent fortement du bismuth de métal rare qui ne se produit pas naturellement en grandes quantités. La nouvelle conception l’a partiellement remplacé par un matériau à base de magnésium, ce qui peut réduire considérablement les coûts de production à grande échelle.

Les chercheurs ont conçu un prototype de système électronique auto-alimenté. Ils ont connecté une LED à une bande TEG mesurant 4,5 pouces de long et 1,1 pouces de large. Ensuite, l’équipe a enroulé la bande TEG autour du poignet de quelqu’un dont la température corporelle mesurait à 92,9 ° F dans des conditions environnementales ambiantes. Avec une différence de température, le générateur a récupéré la chaleur dégagée par la peau et a allumé avec succès la LED.

«Notre prototype a déjà de bonnes performances s’il est introduit sur le marché», déclare l’auteur correspondant Feng Cao du Harbin Institute of Technology, Shenzhen. Il ajoute qu’avec le convertisseur de tension approprié, le système peut alimenter des composants électroniques tels que des montres intelligentes et des capteurs d’impulsions.

Pour l’avenir, l’équipe prévoit d’améliorer encore la conception afin que l’appareil puisse absorber la chaleur plus efficacement.

«Il y a une demande croissante d’énergie plus verte, et les TEG s’intègrent parfaitement, car ils peuvent transformer la chaleur gaspillée en électricité», déclare Cao. “Alors que, par exemple, l’énergie solaire ne peut être générée que lorsqu’il y a du soleil, les TEG peuvent produire de l’énergie dans de nombreux scénarios – tant qu’il y a une différence de température.”

Source de l’histoire:

Matériel fourni par Cell Press. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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