QUT 的 Zhi-Gang Chen 教授及其團(tuán)隊(duì)似乎已經(jīng)成功克服了這些挑戰(zhàn)，他們?cè)凇犊茖W(xué)》雜志上發(fā)表的研究成果介紹了一種經(jīng)濟(jì)高效的柔性熱電薄膜生產(chǎn)技術(shù)。其核心創(chuàng)新在于使用了微小的晶體，即“納米粘合劑”，形成了一層均勻的碲化鉍薄片，從而提高了效率和柔韌性。
據(jù)IT之家了解，該團(tuán)隊(duì)的方法結(jié)合了溶劑熱合成、絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)技術(shù)。溶劑熱合成在高壓高溫的溶劑中產(chǎn)生納米晶體，而絲網(wǎng)印刷則實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模薄膜生產(chǎn)。燒結(jié)過(guò)程將薄膜加熱到接近熔點(diǎn)，有效地將顆粒結(jié)合在一起。
最終制成的可印刷薄膜由高度取向的 Bi?Te?基納米片晶粒和作為納米粘合劑的 Te 納米棒組成。當(dāng)組裝成柔性熱電器件時(shí)，該薄膜的功率密度在絲網(wǎng)印刷器件中名列前茅。
這項(xiàng)技術(shù)開(kāi)啟了一系列潛在應(yīng)用。“柔性熱電器件可以舒適地佩戴在皮膚上，有效地將人體和周圍空氣之間的溫差轉(zhuǎn)化為電能，”Chen 教授說(shuō)。
除了為可穿戴電子產(chǎn)品供電外，該薄膜還可用于個(gè)人熱管理。例如，將柔性熱電器件集成到紡織品中，為智能服裝開(kāi)辟了新的可能性，這些器件可用于制造在寒冷環(huán)境中使用的自供電加熱服裝。
此前的研究表明，柔性熱電器件可以為各個(gè)領(lǐng)域的能量收集和熱管理提供創(chuàng)新解決方案。
在汽車工業(yè)中，通過(guò)利用汽車內(nèi)部和外部的溫差，可以將柔性熱電器件集成到汽車中，為自動(dòng)駕駛的無(wú)電池距離檢測(cè)傳感器供電。這些器件還可以從排氣管和其他發(fā)熱部件中收集能量，從而提高燃油效率并減少排放。
醫(yī)療領(lǐng)域也將從這項(xiàng)技術(shù)中受益匪淺。柔性熱電器件可以使用體溫為植入式醫(yī)療設(shè)備供電，無(wú)需更換電池，從而降低并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。此外，它們還可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、無(wú)創(chuàng)的體溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為健康監(jiān)測(cè)提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。
在更大規(guī)模上，柔性熱電器件有潛力從基礎(chǔ)設(shè)施中收集廢熱。通過(guò)貼合管道、機(jī)械或建筑構(gòu)件的曲面，這些器件可以從以前未開(kāi)發(fā)的熱源中發(fā)電，從而有助于提高建筑和工業(yè)流程的能源效率。
