Los ingenieros de la Universidad Estatal de Carolina del Norte continúan mejorando la eficiencia de un dispositivo flexible que se usa en la muñeca y que recolecta energía térmica del cuerpo humano para monitorear la salud.
en un artículo publicado en Electrónica flexible npj , los investigadores de NC State informan mejoras significativas en la prevención de fugas de calor en el recolector de calor corporal flexible que informaron por primera vez en 2017 y actualizaron en 2020. Los recolectores utilizan energía térmica del cuerpo humano para alimentar tecnologías portátiles: piense en relojes inteligentes quemedir su frecuencia cardíaca, oxígeno en sangre, glucosa y otros parámetros de salud, que nunca necesitan recargar sus baterías. La tecnología se basa en los mismos principios que rigen los recolectores termoeléctricos rígidos que convierten el calor en energía eléctrica.
Las cosechadoras flexibles que se ajustan al cuerpo humano son muy deseadas para su uso con tecnologías portátiles. Mehmet Ozturk, profesor de ingeniería eléctrica e informática de Carolina del Norte y autor correspondiente del artículo, mencionó un contacto superior de la piel con dispositivos flexibles, así comolas consideraciones ergonómicas y de comodidad para el usuario del dispositivo, como las razones principales detrás de la construcción de generadores termoeléctricos flexibles, o TEG.
El rendimiento y la eficiencia de las cosechadoras flexibles, sin embargo, históricamente están muy por detrás de los dispositivos rígidos, que han sido superiores en su capacidad para convertir el calor corporal en energía utilizable.
La prueba de concepto de NC State TEG reportada originalmente en 2017 empleaba elementos semiconductores que estaban conectados eléctricamente en serie usando interconexiones de metal líquido hechas de EGaIn, una aleación no tóxica de galio e indio.conductividad eléctrica y capacidad de estiramiento. Todo el dispositivo estaba incrustado en un elastómero de silicona extensible.
El dispositivo actualizado reportado en 2020 empleó la misma arquitectura pero mejoró significativamente la ingeniería térmica de la versión anterior, al tiempo que aumentó la densidad de los elementos semiconductores responsables de convertir el calor en electricidad. Una de las mejoras fue un elastómero de silicona de alta conductividad térmica -- esencialmente un tipo de caucho - que encapsulaba las interconexiones EGaIn.
La iteración más reciente agrega escamas de aerogel al elastómero de silicona para reducir la conductividad térmica del elastómero. Los resultados experimentales mostraron que esta innovación redujo la fuga de calor a través del elastómero a la mitad.
"La adición de aerogel evita que el calor se filtre entre las 'patas' termoeléctricas del dispositivo", dijo Ozturk. Cuanto mayor es la fuga de calor, menor es la temperatura que se desarrolla en el dispositivo, lo que se traduce en una menor potencia de salida.
"El dispositivo flexible informado en este documento está funcionando en un orden de magnitud mejor que el dispositivo que informamos en 2017 y continúa acercándose al rendimiento de los dispositivos rígidos", agregó Ozturk.
Ozturk dijo que una de las fortalezas de la tecnología patentada por NC State es que emplea los mismos elementos semiconductores utilizados en dispositivos rígidos perfeccionados después de décadas de investigación. El enfoque también brinda una oportunidad de bajo costo para los fabricantes de módulos termoeléctricos rígidos existentes.para ingresar al mercado termoeléctrico flexible.
Agregó que su laboratorio continuará enfocándose en mejorar la eficiencia de estos dispositivos flexibles.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Original escrito por Mick Kulikowski. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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