Слишком долгое использование электронных устройств может привести к их перегреву, что может замедлить их работу, повредить компоненты или даже привести к взрыву или возгоранию. Теперь исследователи, опубликовавшие статью об изобретении в ACS Nano Letters, разработали гидрогель, который может как охлаждать электронику, такую как аккумуляторы сотового телефона, так и преобразовывать отходящее тепло в электричество.
Некоторые компоненты электронных устройств, в том числе аккумуляторы, светодиоды и компьютерные микропроцессоры, выделяют тепло во время работы. Перегрев может снизить эффективность, надежность и срок службы устройств в дополнение к потере энергии.
Исследователи хотели разработать интеллектуальный термогальванический гидрогель, который мог бы преобразовывать отработанное тепло в электричество, одновременно снижая температуру. Пока что ученые разработали устройства, которые могут делать одно или другое, но не оба одновременно.
Команда изготовила гидрогель, состоящий из полиакриламидного каркаса, наполненного водой и специфическими ионами. Когда они нагревали гидрогель, два иона (феррицианид и ферроцианид) передавали электроны между электродами, генерируя электричество. Между тем вода внутри гидрогеля испарялась, охлаждая его. После использования гидрогель восстанавливал себя, поглощая воду из окружающего воздуха.
Вот так выглядит устройство. А также показан принцип работы
Чтобы продемонстрировать новый материал, исследователи прикрепили его к батарее сотового телефона во время быстрой разрядки. Часть отработанного тепла была преобразована в 5 мкВт электроэнергии, а температура батареи снизилась на 20 °C. Пониженная рабочая температура обеспечивает безопасную работу батареи, а собранного электричества достаточно для зарядки или управления системой охлаждения.
Journal information