在可穿戴設備能源供應領域,首爾大學研究人員取得了一項引人矚目的成果——成功研發出一種完全扁平的可穿戴薄膜電池。這種電池能夠借助手臂熱量的橫向流動實現發電,為智能手表、健康檢測設備等可穿戴產品帶來了全新的供電解決方案。
熱電發電器并非新概念,它可通過捕捉皮膚表面與較冷環境之間的溫差來產生電能,利用人體熱量為設備持續供電。然而,將其做得既輕薄又舒適,一直是該領域面臨的重大挑戰。常規的薄膜介質十分纖薄,人體熱量會如同穿過一張薄紙般,直接垂直穿透并消散在空氣中,難以形成明顯的熱冷交換,這極大地限制了發電效率。
為解決這一問題,過去工程師們嘗試過多種方法,比如折疊材料、構建體積較大的三維柱狀結構等。但這些方法都存在明顯弊端,會犧牲薄膜原本輕便、柔軟的特性,使得可穿戴設備在佩戴舒適度上大打折扣。
首爾大學研究團隊另辟蹊徑,提出了一種突破性的方案。他們研發出“偽橫向熱電發電器”,從根本上改變了熱能的流動方式,讓設備在保持完全扁平的狀態下也能有效發電。這一核心設計的關鍵在于,科學家們設計了一種可拉伸的特殊硅膠基底,并在特定區域巧妙地嵌入導熱銅納米顆粒。
如此一來,人體熱量不再向外散失,而是會朝著材料表面橫向流動,在平面上形成相鄰的冷熱區域。這種獨特的設計還巧妙地模擬了熱流與電流呈直角分布的物理效應,使得電池僅通過結構設計就能形成有效溫差,從而實現發電。
除了上述創新設計,這款電池在制造工藝上也獨具優勢。它采用油墨打印工藝制造,具備高度的柔韌性,不僅可以大規模量產,還能像積木一樣進行模塊化組裝,能夠輕松適配不同尺寸的穿戴設備,為可穿戴設備的發展提供了更廣闊的空間。











