Opracowano materiał, który jednocześnie chłodzi i generuje energię elektryczną

Czwartek, 30 Kwiecień 2020

Tagi:

Chłodzenie

Opracowano materiał, który jednocześnie chłodzi i generuje energię elektryczną

Zespół z Wydziału Energii i Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu w Wuhan we współpracy z inżynierami z Wydziału Bioinżynierii Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) opracował termogalwaniczną powłokę hydrożelową, która może jednocześnie chłodzić elektronikę i generować energię elektryczną z ciepła. Kluczowym problemem było to, że materiały są zoptymalizowane do jednego zadania, czyli obniżania temperatury albo pozyskiwania energii.

Folia jest zbudowana z polimeru akryloamidowego naświetlanego wcześniej wiązką UV, który następnie został osuszony w temperaturze 65°C i namoczony w roztworze K4Fe(CN)6/K3Fe(CN)6 i LiBr, aż do momentu pełnego nasycenia materiału tą substancją.

Działanie tego rozwiązania polega na tym, że jony i woda przechodzą dwa odrębne cykle termodynamiczne: reakcję termogalwaniczną i przejście fazowe woda-para. Gdy hydrożel jest podłączony do źródła ciepła, może osiągnąć skuteczną efektywność pod względem chłodzenia, jednocześnie przekształcając część ciepła odpadowego w energię elektryczną. Hydrożel może również absorbować wodę z otaczającego powietrza, aby później zregenerować jej utraconą zawartość.

W celu zademonstrowania tej technologii przymocowano folię hydrożelową o grubości 2 mm do baterii telefonu komórkowego podczas pracy. Dzięki temu udało się obniżyć temperaturę baterii o 20°C i wygenerować 5 μW energii elektrycznej przy rozładowywaniu baterii na poziomie 2,2 C.