Los objetos en nuestra vida cotidiana, como altavoces, refrigeradores e incluso automóviles, se están volviendo "más inteligentes" día a día a medida que se conectan a Internet e intercambian datos, creando Internet de las Cosas IoT, una red entre los objetosHacia una sociedad basada en IoT, se anticipa que un generador termoeléctrico miniaturizado cargue estos objetos, especialmente para aquellos que son portátiles y portátiles.
Debido a ventajas tales como su conductancia térmica relativamente baja pero su alta conductancia eléctrica, los nanocables de silicio han surgido como un material termoeléctrico prometedor. Los generadores termoeléctricos basados en silicio emplearon convencionalmente nanocables de silicio largos de aproximadamente 10-100 nanómetros, que se suspendieron en uncavidad para cortar la derivación de la corriente de calor y asegurar la diferencia de temperatura a través de los nanocables de silicio. Sin embargo, la estructura de la cavidad debilitó la resistencia mecánica de los dispositivos y aumentó el costo de fabricación.
Para abordar estos problemas, un equipo de investigadores japoneses de la Universidad de Waseda, la Universidad de Osaka y la Universidad de Shizuoka diseñó y desarrolló con éxito un nuevo generador termoeléctrico de nanocables de silicio, que demostró experimentalmente una alta densidad de potencia de 12 microvatios por 1 cm2, suficiente para conducirsensores o realizar comunicación inalámbrica intermitente, a una pequeña diferencia térmica de solo.
"Debido a que nuestro generador utiliza la misma tecnología para fabricar circuitos integrados de semiconductores, su costo de procesamiento podría reducirse en gran medida a través de la producción en masa", dice el profesor Takanobu Watanabe de la Universidad de Waseda, el investigador líder de este estudio. "Además, podría abrirse".un camino hacia varios dispositivos IoT autónomos que utilizan calor ambiental y corporal. Por ejemplo, puede ser posible cargar su reloj inteligente durante su carrera matutina algún día ".
El generador termoeléctrico recientemente desarrollado perdió la estructura de la cavidad, pero acortó los nanocables de silicio a 0.25 nanómetros, ya que las simulaciones mostraron que el rendimiento termoeléctrico mejoró al minimizar el dispositivo. El profesor Watanabe explica que a pesar de su nueva estructura, el nuevo generador termoeléctrico demostró lo mismodensidad de potencia como los dispositivos convencionales. Más sorprendentemente, se suprimió la resistencia térmica, y la densidad de potencia se multiplicó por diez reduciendo el sustrato de silicio del generador de los 750 nanómetros convencionales a 50 nanómetros con rectificado posterior.
Aunque el equipo de investigación necesitará mejorar la calidad del generador para la generación de energía estacionaria en diversas condiciones, el profesor Watanabe espera que los resultados logrados en este estudio sirvan para apoyar la tecnología de energía en la sociedad basada en IoT.
Este estudio fue presentado en el Simposio 2018 sobre Tecnología y Circuitos VLSI celebrado en Hawai, EE. UU., Del 18 al 22 de junio de 2018.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Waseda . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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