文/科學月刊編輯部
美國洛杉磯加州大學(UCLA)與中國大陸武漢大學,合作研發一款智能熱電水凝膠膜,不僅解決電子設備過熱的問題,還能透過熱力學循環將熱能轉換為電能。此研究發表於近日美國化學學會(ACS)出版的《奈米通訊》期刊。
無論是電池、發光二極體和微處理器等電子設備,在長時間使用下多會產生過熱的問題。這些電子設備在運作過程中所產生的熱能,可能會使元件產生毀損、降低設備的效能與壽命,更嚴重的話甚至會引發爆炸。因此,如何散熱並完整充放電後的電量,就成了相當重要的課題,然而目前仍未出現可同時達到這兩個目標的產品。
廢熱轉成電能
由UCLA與武漢大學研究人員開發的智能熱電水凝膠膜,可望成為設備過熱的救星;將該膜安置於設備上,便能將廢熱轉換成電能,並解決設備過熱的困擾。根據美國科學促進會新聞網報導,研究人員以快速充電中的手機進行展示,電池溫度不僅降低20℃,充電的部分廢熱也轉換成5微瓦的電量。
研究指出,該水凝膠是以聚丙烯醯胺(polyacrylamide)作為框架,並由水和特定離子填充而成的,因此具有良好的保水性,且降溫後可吸收周圍空氣裡的水分恢復水量的特點,也可讓散熱功能不斷地循環。而水凝膠在吸收熱能的過程中,也會在電極之間傳遞電子進而產生電流,如此便能在降低裝置溫度的同時擁有產電的效益。此次研發設計不僅可確保電子產品在相對安全的條件下運行,也可透過所蒐集到的電量了解電池狀況或控制冷卻系統,極具發展潛力。