近日，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院電工研究所等單位的科研人員，在智能可穿戴設(shè)備的柔性發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，成功研發(fā)出一種超高效的新型柔性發(fā)電薄膜材料。這種材料通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其功率密度創(chuàng)造了硒化銀基柔性熱電器件所有已報(bào)道同類(lèi)材料的最高值。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然·通訊》雜志。

目前，像智能手表、手環(huán)這類(lèi)智能可穿戴設(shè)備發(fā)展很快，但它們大多靠電池供電。電池需要經(jīng)常更換或充電，限制了這類(lèi)設(shè)備的普及。熱電技術(shù)可以直接將人體熱量轉(zhuǎn)化為電能，具有安全環(huán)保、無(wú)須機(jī)械部件等優(yōu)勢(shì)，是解決可穿戴設(shè)備供電問(wèn)題的理想方案。然而，現(xiàn)有柔性熱電材料的性能較差，且發(fā)電器件多為平面結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致器件在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)出的電太少，無(wú)法滿(mǎn)足電子設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求。

圖片:352191_b10a683a-41d7-48e0-9cbc-747d46be8aef.png

柔性可穿戴發(fā)電器件應(yīng)用展示

“在這項(xiàng)最新的研究中，我們利用化學(xué)溶液法，把碲化銀做成細(xì)小的納米線，然后和石墨烯混合，鋪在一種多孔的尼龍底布上，再經(jīng)過(guò)抽濾和快速熱壓處理，最終做成了這種超高性能的柔性‘發(fā)電薄膜’材料。”論文共同通訊作者、中國(guó)科學(xué)院電工所研究員丁發(fā)柱說(shuō)。

值得一提的是，他們用這種薄膜做成了立體的“小拱橋”形狀的發(fā)電裝置，里面有100對(duì)發(fā)電單元。這個(gè)拱橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能更好地利用人體和環(huán)境的溫差。這一微型“體溫發(fā)電機(jī)”的發(fā)電能力創(chuàng)了同類(lèi)器件的世界紀(jì)錄，產(chǎn)生的電量足夠驅(qū)動(dòng)電子手表、溫濕度計(jì)等小設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。

丁發(fā)柱表示，這項(xiàng)研究將熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)成功應(yīng)用于柔性發(fā)電器件，為智能可穿戴設(shè)備提供了一種高效、可持續(xù)的供電方案，對(duì)熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。