Saúde interconectada e muitas outras aplicações futuras exigirão conectividade com a Internet entre bilhões de sensores. Os dispositivos que permitirão esses aplicativos devem ser pequenos, flexível, de confiança, e ambientalmente sustentável. Os pesquisadores devem desenvolver novas ferramentas além das baterias para alimentar esses dispositivos, porque a substituição contínua das baterias é difícil e cara.

Em um estudo publicado em Materiais avançados Tecnologias, pesquisadores da Universidade de Osaka revelaram como o efeito termoelétrico, ou convertendo diferenças de temperatura em eletricidade, pode ser usado de forma otimizada para alimentar pequenos, dispositivos flexíveis. Seu estudo mostrou por que o desempenho do dispositivo termoelétrico até o momento ainda não atingiu seu potencial máximo.

Os geradores termoelétricos têm muitas vantagens. Por exemplo, eles são autossustentáveis ​​e auto-alimentados, não tem partes móveis, e são estáveis ​​e confiáveis. A energia solar e a energia vibracional não têm todas essas vantagens. Aviação e muitas outras indústrias usam o efeito termoelétrico. Contudo, aplicativos para diluir, monitores flexíveis estão em sua infância.

Muitos pesquisadores otimizaram o desempenho do dispositivo exclusivamente do ponto de vista dos próprios materiais termoelétricos. “Nossa abordagem é estudar também o contato elétrico, ou a chave que liga e desliga o dispositivo, "explica Tohru Sugahara, autor correspondente do estudo. "A eficiência de qualquer dispositivo depende criticamente da resistência de contato."

Em seu estudo, os pesquisadores usaram engenharia avançada para fazer um semicondutor de telureto de bismuto em um 0,4 grama, 100 milímetros quadrados flexíveis, filme de polímero fino. Este dispositivo pesa menos que um clipe de papel, e é menor que o tamanho de uma unha de adulto. Os pesquisadores obtiveram uma densidade de potência máxima de saída de 185 miliwatts por centímetro quadrado. "A potência de saída atende às especificações padrão para sensores portáteis e vestíveis, "diz Tohru Sugahara, o outro co-autor principal do estudo.

Contudo, aproximadamente 40% da potência de saída possível do dispositivo foi perdida devido à resistência de contato. Nas palavras de Tohru Sugahara:"Claramente, os pesquisadores devem se concentrar em melhorar a resistência de contato térmico e elétrico para melhorar ainda mais a produção de energia. "

Iniciativa da Sociedade 5.0 do Japão, destinado a ajudar todos a viver e trabalhar juntos, propõe que toda a sociedade seja digitalizada. Esse futuro requer maneiras eficientes de interconectar nossos dispositivos. Percepções tecnológicas, como os de Ekubaru, co-autor principal, e Sugahara, são necessários para tornar este sonho realidade.

O artigo, "Fabricação e caracterização de ultraleves, compactar, e dispositivo termoelétrico flexível com base na montagem de chip altamente refinado, "foi publicado em Tecnologias de Materiais Avançadas .