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助力穿戴式电子设备,新型可挠低温废热回收模组登场

当设备能源消耗增加,热量也会伴随而来,这也是为什么手机、汽车或是工业设备使用过程会产生废热、进而造成效率下降的原因之一。而为了不浪费设备多余热量,日本科学家已研发出既便宜又可挠的热电装置(FlexTEG)模组,其不仅具有高机械可靠度优点,还能有效将低温废热转化成电力,未来或许更...  

当设备能源消耗增加,热量也会伴随而来,这也是为什么手机、汽车或是工业设备使用过程会产生废热、进而造成效率下降的原因之一。而为了不浪费设备多余热量,日本科学家已研发出既便宜又可挠的热电装置(FlexTEG)模组,其不仅具有高机械可靠度优点,还能有效将低温废热转化成电力,未来或许更可用在穿戴式或是植入式电子设备。

目前不少设备制造商与相关工作人员已对废热回收驾轻就熟,许多工厂已经可将 650 °C 高温与介于 250-650 °C 的废热回锅再用于制程,但若要再利用 120 °C 以下的低温废热,这个难度就比较高了。

生活中有许多消耗能源所生成、却又被嫌弃的低温热能,像是炎热的机房、仿佛中暑的手机等,如果能将这些热能善加利用,或许能为设备提供新的供电来源。先前工研院研究也指出,台湾工业部门 2012 年排出的中低温废热已超过 30GW,若能回收再利用、其发电量可高达 0.73GW。

而热电材料可说是低温废热回收的关键,它是一种可在热能和电能互相转换的半导体或金属材料,如果将热电材料制成封闭回路、两端接触不同温度时,就会形成电流,温差越大电流则就愈强。

只不过现在业界还没有出现可承受 100-150 °C 的商业化热电模组封装技术,这类模组制造成本也相当高,技术应用仅能满足利基市场,再加上传统热电材料也面临着许多挑战,像是传统热电设备模组顶部的电极两端都会垂直装设在另一面电极上,让模组的曲率(curvature)备受限制。

对此日本大阪大学采用不同的设计,该团队改变模组顶部电极两端的方向,让电极两端并联整合,并采用高密度封装芯片技术,进一步提高 FlexTEG 模组的灵活性、降低芯片的机械应力(mechanical stress),未来或许更可用在穿戴式与植入式电子设备。

今天刊登了《助力穿戴式电子设备,新型可挠低温废热回收模组登场》一文


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