Новости химической науки > Электричество на кончиках пальцев

Исследователи из Южной Кореи внедрили электропроводный полимер в тонкое термоэлектрическое устройство, которое может генерировать электроэнергию за счет различия температур кончиков ваших пальцев и окружающей среды [1].

Несмотря на значительный прогресс в области синтеза и исследования свойств неорганических полупроводниковых материалов, гибкие и нетоксичные органические полупроводники-термоэлектрики появились сравнительно недавно. Интерес к материалам такого рода обусловлен тем, что многие из них могут быть относительно легко синтезированы, они отличаются небольшим весом и дешевы. Такие материалы могут без особых проблем интегрироваться в текстильные изделия, например – в одежду, потенциально такие устройства могут стать основой системы для конверсии тепла человеческого тела в энергию.

Рисунок из Energy Environ. Sci., 2013, DOI: 10.1039/c3ee23729j

Исследователи из группы Ёнкьюн Кима (Eunkyoung Kim) оптимизировали процесс полимеризации и электрохимические оксилительно-восстановительные процессы, позволяющие получить электропроводные полимеры материалы с хорошей электропроводностью и хорошими термоэлектрическими свойствами на основе поли(3,4-этилендиокситиофена) (PEDOT). Коэффициент мощности некоторых таких материалов составляет 1260 мкВт˙м^-1˙K^-2.

Этот коэффициент мощности в четыре раза выше параметра, о котором ранее сообщал Хавьер Криспин (Xavier Crispin) [2], также изучавших органические термоэлектрические материалы. Криспин восхищен результатами Кима, отмечая, что результаты южнокорейского исследователя говорят о том, что электропроводные полимеры становятся такими же эффективными термоэлектрическими материалами, как рекордсмены – сплавы теллуридов висмута и сурьмы.

Ким с коллегами продемонстрировали еще одну уникальную особенность органических термоэлектрических материалов, в выгодную сторону отличающую их от неорганики – материалы на основе поли(3,4-этилендиокситиофена) обладают механической гибкостью, что позволяет в перспективе создать гибкий термоэлектрический генератор, который может быть интегрирован в текстиль и одежду. Способность тела человека к нагреву, мощность которого лежит в пределах от 7 и 40 Ватт, может использоваться для питания маломощной электроники, и, в перспективе – продлить время работы аккумулятора мобильного телефона.

Ким соглашается с коллегой, отмечая, что конечная цель проекта – разработка системы, способного конвертировать тепло тела. Он подчеркивает, что следующим этапом исследования будет создание термоэлектрического устройства, интегрированного в предмет одежды или аксессуар, что, учитывая небольшой вес пленки на основе поли(3,4-этилендиокситиофена), вполне возможно. Если такое устройство, в итоге, будет создано, оно сможет применяться во многих областях.

Источники: [1] Energy Environ. Sci., 2013, DOI: 10.1039/c3ee23729j; [2] Nature Mater., 2011, 10, 429, DOI: 10.1038/nmat3012

метки статьи: #физическая химия, #химическая технология, #химия поверхности, #химия полимеров, #электрохимия