A Conformable and Stretchable Thermoelectric Generator for Efficient Body Heat Harvesting

共形矩阵 热电发电机 发电机(电路理论) 热电效应 机械工程 材料科学 电气工程 工程类 物理 复合材料 功率(物理) 热力学
作者
Xue Han,Xiaona Yang,Kun Zhang
出处
期刊:ACS applied electronic materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (12): 8608-8616 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acsaelm.3c01851
摘要

Three-dimensional thermoelectric generators (TEGs) efficiently and reversibly convert energy between heat and electricity without any chemical reactions or noise, revealing the prospect of generating electricity for on-body applications. However, existing flexible TEGs suffer from low output thermoelectric power due to ineffective thermal energy harvesting from the dynamic human body. Here, we report a design strategy to address this problem, in which bulk thermoelectric pillars with an optimized aspect ratio interconnected by serpentine electrodes are sandwiched between two ultrastretchable elastomer substrates with high thermal conductivity (0.83 W m–1 K–1). The synergistic effect of the thermoelectric pillars with their optimized aspect ratio and the air insulation layer between the elastomer substrates increases the thermal resistance of the TEG, thereby enhancing heat dissipation to an ambient environment. The combination of stretchable serpentine electrodes and the ultrastretchable elastomer substrate allows for the effective absorption of strain energy under deformation, ensuring mechanical stability and enhancing heat transfer from the human body. Thanks to the thermal design, the stretchable TEG (STEG) demonstrates good stretchability (62.5% elongation) and flexibility with a minimum bending radius of 7 mm; it also shows an output power density of 2.1 mW cm–2 at an applied temperature difference of 19 K and a normalized power density of 6.04 μW cm–2 K–2. In practice, the STEG, when attached to an elbow, shows a maximum power density of 51.42 μW cm–2 and a steady-state maximum power density of 20 μW cm–2 at an ambient temperature of ∼290.15 K.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
饱满的荧完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
ppapp完成签到,获得积分10
3秒前
alnxdcy完成签到,获得积分10
7秒前
笨笨梦松完成签到,获得积分10
16秒前
zhangxasq完成签到,获得积分10
16秒前
阿里完成签到,获得积分10
17秒前
热心青易完成签到 ,获得积分10
18秒前
心理学四完成签到,获得积分10
19秒前
乐观紫完成签到,获得积分10
21秒前
朴实寻真完成签到,获得积分10
24秒前
Jasmineyfz完成签到 ,获得积分0
26秒前
Anlocia完成签到 ,获得积分10
26秒前
乔杰完成签到 ,获得积分10
27秒前
Remon完成签到,获得积分10
30秒前
芭乐王子完成签到 ,获得积分20
31秒前
Once完成签到,获得积分10
32秒前
墨染完成签到 ,获得积分10
38秒前
脑洞疼应助chHe采纳,获得30
39秒前
美丽心情完成签到,获得积分10
41秒前
卓若之完成签到 ,获得积分10
44秒前
chemzhh完成签到,获得积分10
45秒前
孤独的凤应助alnxdcy采纳,获得10
45秒前
lemon完成签到,获得积分10
46秒前
夜白完成签到,获得积分0
47秒前
青山完成签到 ,获得积分10
47秒前
xgx984完成签到,获得积分10
47秒前
48秒前
栀蓝完成签到 ,获得积分10
49秒前
快乐的鱼完成签到,获得积分10
51秒前
自由莺完成签到 ,获得积分10
51秒前
三脸茫然完成签到 ,获得积分0
52秒前
chHe完成签到,获得积分10
53秒前
54秒前
堃kun发布了新的文献求助10
54秒前
chHe发布了新的文献求助30
57秒前
第二支羽毛完成签到,获得积分10
58秒前
贝star完成签到,获得积分10
59秒前
悠悠完成签到 ,获得积分10
59秒前
川上富江发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
CCRN 的官方教材 《AACN Core Curriculum for High Acuity, Progressive, and Critical Care Nursing》第8版 1000
Feldspar inclusion dating of ceramics and burnt stones 1000
What is the Future of Psychotherapy in a Digital Age? 801
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5966783
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7255622
关于积分的说明 15975289
捐赠科研通 5103927
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2741517
邀请新用户注册赠送积分活动 1705801
关于科研通互助平台的介绍 1620468