Durabilitatea trebuie să se îmbunătățească înainte de comercializare
Ce tocmai sa întâmplat? Cercetătorii din Suedia au dezvoltat un nou tip de fir de mătase conductiv care poate transforma textilele în generatoare termoelectrice. Materialul inovator valorifică diferența de temperatură dintre corpul purtătorului și aerul din jur pentru a genera un curent electric.
Echipa de la Universitatea de Tehnologie Chalmers a acoperit fire de mătase obișnuite cu un polimer specializat, care este atât flexibil, cât și conductiv stabil, abordând o provocare majoră în dezvoltarea surselor de energie portabile. Folosind materiale care convertesc în mod fiabil căldura în electricitate, rămânând în același timp moi, sigure și confortabile, au făcut o descoperire pentru tehnologia purtabilă.
„Polimerii pe care îi folosim sunt flexibili, ușori și ușor de utilizat atât sub formă lichidă, cât și solidă. De asemenea, sunt non-toxici”, a explicat Mariavittoria Craighero, cercetător doctorat la Chalmers și primul autor al studiului. Cercetarea completă poate fi găsită în revista Advanced Science.
În lucrările anterioare, echipa s-a bazat pe fire metalice pentru a menține conductivitatea în aer, dar noul fir folosește un polimer dezvoltat recent, care nu este doar foarte conductiv, ci și excepțional de stabil atunci când este expus la aer. Această inovație permite cercetătorilor să elimine nevoia de metale rare.
Pentru a demonstra tehnologia, cercetătorii au integrat firele conductoare într-un eșantion de țesătură și un buton. Când sunt plasate între suprafețele calde și reci pentru a crea o diferență de temperatură, textilele termoelectrice au generat o tensiune proporțională cu diferența de temperatură, producând aproximativ șase milivolți dintr-o diferență de 30 de grade Celsius.
În special, firele și-au păstrat aproximativ două treimi din conductivitate după șapte spălări la mașină, deși Craighero observă că acest lucru necesită îmbunătățiri semnificative înainte de a deveni „viabil din punct de vedere comercial”. Firele au arătat, de asemenea, performanțe stabile la testele de laborator de peste un an.
Desigur, rămân provocări semnificative înainte de a putea alimenta în mod fiabil dispozitivele cu fire de înaltă tehnologie. În prezent, procesul de cusut este foarte laborios, cu o singură mostră de țesătură care necesită patru zile de cusătură manuală meticuloasă. Craighero observă că dezvoltarea proceselor de producție automate va fi esențială pentru ca generarea de energie portabilă să fie viabilă din punct de vedere comercial.
În plus, șase milivolți sunt încă modeste, limitând aplicațiile curente la dispozitive de putere redusă, cum ar fi termocuplurile și senzorii piezoelectrici. Chiar și cu creșterea tensiunii, ar fi necesară o diferență de temperatură considerabilă pentru a genera un curent semnificativ. Decalajul demonstrat de 30 de grade Celsius, de exemplu, este destul de mare, deși oamenii de știință rămân optimiști.
„Am demonstrat acum că este posibil să se producă materiale organice conductoare care să îndeplinească funcțiile și proprietățile pe care aceste textile le cer. Acesta este un pas important înainte. Există oportunități fantastice în textilele termoelectrice și această cercetare poate fi de mare beneficiu pentru societate. ”, spune Christian Müller, profesor la departamentul de chimie și inginerie chimică de la Universitatea de Tehnologie Chalmers și lider de cercetare al studiului.
