تبدیل گرمای بدن به برق با کمک اسفنج های نانویی

به گزارش عصر لینک، محققان با کمک اسفنج های نانویی، ژنراتوری ساختند که گرمای بدن را به برق تبدیل میکند. تولید این ژنراتور فقط چهار ساعت زمان نیاز دارد، ازاین رو برای تولید انبوه ایده ال است.

به گزارش عصر لینک به نقل از ایسنا، محققان مؤسسه تحقیقات فناوری شیمی کره موفق به توسعه فناوری جدیدی در عرصه تولید برق ترموالکتریک شدند که در آن از نانولوله های کربنی منعطف استفاده شده است؛ ساختاری که می تواند به سادگی شکل قبول کند و در کاربردهای پوشیدنی جای گیرد. این موفقیت به رهبری دو پژوهشگر به نامهای هان می جونگ (Han Mi-jeong) و کانگ یونگ هون (Kang Young-hoon) در مرکز تحقیقات مواد شیمیایی این مؤسسه حاصل شده و در تاریخ ۱۳ آوریل ۲۰۲۵ به شکل رسمی معرفی شده است.
مواد ترموالکتریک توانایی تبدیل مستقیم گرما به برق (و بالعکس) را دارند. این فناوری از تفاوت دمایی میان دو نقطه از یک جسم برای حرکت بارهای الکتریکی بهره برده و در نتیجه، انرژی الکتریکی تولید می کند. این خصوصیت سبب شده است که خیلی از موسسات تحقیقاتی جهان به دنبال استفاده از آن برای کاهش مصرف انرژی، افزایش بهره وری و مواجهه با تغییرات اقلیمی باشند.
اما تابحال بیشتر مواد ترموالکتریک با ترکیبات فلزی و غیرآلی ساخته می شدند که انعطاف پذیری کمی داشتند و برای کاربردهای پوشیدنی مانند حسگرها یا تجهیزات الکترونیکی همراه مناسب نبودند. از طرفی، مواد آلی مانند نانولوله های کربنی به خاطر انعطاف پذیری بالا جذاب هستند، اما عملکرد ترموالکتریک ضعیف تری دارند و از نظر دوام هم گرفتار محدودیت هستند.
این تیم تحقیقاتی کره ای با استفاده از ترکیب نانولوله های کربنی با بیسموت-آنتیموان-تلورید (BiSbTe) در ساختاری فومی یا اسفنج مانند به موفقیت رسیدند بر محدودیت های عملکردی فائق آیند. برخلاف روش های متداول که در آنها مواد ترموالکتریک بشکل فیلمهای نازک تهیه می شوند، این گروه روشی متفاوت در پیش گرفت: آنها پودر ماده را درون قالب ریخته و با حرارت دادن چند ساعته، ساختاری متخلخل و سه بعدی تولید کردند.
در مرحله بعد، ماده ترموالکتریک به شکل یکنواخت درون ساختار اسفنجی دوپ شد. نتیجه این بود که نه تنها دوام مکانیکی نسبت بشکل فیلمی بهبود یافت، بلکه شاخص عملکرد ترموالکتریک هم ۵.۷ برابر افزایش پیدا کرد. نکته مهم دیگر آن که بعد از بیشتر از ۱۰ هزار بار خم کردن این ساختار، کاهش محسوسی در عملکرد مشاهده نشد.
یکی دیگر از مزیت های کلیدی این تکنولوژی جدید، کاهش چشم گیر زمان تولید است. در حالیکه روش های سنتی تولید نانولوله های کربنی برای کاربردهای مشابه بیشتر از سه روز زمان نیاز دارند، محققان این پروژه توانستند در مدت تنها ۴ ساعت مواد ترموالکتریک با عملکرد بالا تولید کنند. این مورد نویدبخش افزایش بهره وری صنعتی و امکان پذیری تجاری سازی در آینده است.
به قول تیم تحقیقاتی، «این مطالعه یک پیشرفت بزرگ در غلبه بر محدودیت های مواد ترموالکتریک موجود به حساب می آید و می تواند آینده فناوری های جمع آوری انرژی منعطف را دگرگون کند.» آنها همینطور اعلام نموده اند که تا سال ۲۰۳۰ قصد دارند فرایند دوپینگ را برای تولید انبوه و استفاده تجاری بهینه سازی کنند.
این نوآوری می تواند فصل جدیدی را در توسعه تجهیزات پوشیدنی مستقل از باتری، سنسورهای زیستی، ابزارهای پایش سلامت و حتی کاربردهای صنعتی رقم بزند؛ جایی که انعطاف پذیری، دوام و عملکرد بالا توأمان اهمیت دارند.

منبع: عصر لینك

1404/02/03

11:56:21

0.0 / 5

تگهای مطلب: ابزار , الكترونیك , تكنولوژی , تولید

این پست عصر لینک را می پسندید؟

(0)

تازه ترین مطالب مرتبط

نظرات بینندگان در مورد این مطلب

نظر شما در مورد این مطلب

نام:

ایمیل:

نظر:

سوال:

= ۸ بعلاوه ۴