Les soins de santé interconnectés et de nombreuses autres applications futures nécessiteront une connectivité Internet entre des milliards de capteurs. Les appareils qui permettront ces applications doivent être petits, souple, fiable, et respectueux de l'environnement. Les chercheurs doivent développer de nouveaux outils au-delà des batteries pour alimenter ces appareils, car le remplacement continu des batteries est difficile et coûteux.

Dans une étude publiée dans Matériaux avancés Les technologies, des chercheurs de l'Université d'Osaka ont révélé comment l'effet thermoélectrique, ou convertir les différences de température en électricité, peut être utilisé de manière optimale pour alimenter les petits, appareils flexibles. Leur étude a montré pourquoi les performances des dispositifs thermoélectriques à ce jour n'ont pas encore atteint leur plein potentiel.

Les générateurs thermoélectriques présentent de nombreux avantages. Par exemple, ils sont autonomes et autonomes, n'ont pas de pièces mobiles, et sont stables et fiables. L'énergie solaire et l'énergie vibratoire n'ont pas tous ces avantages. L'aviation et de nombreuses autres industries utilisent l'effet thermoélectrique. Cependant, applications à amincir, les écrans flexibles en sont à leurs balbutiements.

De nombreux chercheurs ont optimisé les performances de l'appareil uniquement du point de vue des matériaux thermoélectriques eux-mêmes. "Notre démarche est d'étudier aussi le contact électrique, ou l'interrupteur qui allume et éteint l'appareil, " explique Tohru Sugahara, auteur correspondant de l'étude. "L'efficacité de tout appareil dépend de manière critique de la résistance de contact."

Dans leur étude, les chercheurs ont utilisé une ingénierie avancée pour fabriquer un semi-conducteur de tellurure de bismuth sur un 0,4 gramme, flexible de 100 millimètres carrés, film polymère fin. Cet appareil pèse moins qu'un trombone, et est plus petit que la taille d'un ongle adulte. Les chercheurs ont obtenu une densité de puissance de sortie maximale de 185 milliwatts par centimètre carré. "La puissance de sortie répond aux spécifications standard pour les capteurs portables et portables, " dit Tohru Sugahara, l'autre co-auteur principal de l'étude.

Cependant, environ 40 % de la puissance de sortie possible de l'appareil a été perdue à cause de la résistance de contact. Pour reprendre les mots de Tohru Sugahara :« Clairement, les chercheurs devraient se concentrer sur l'amélioration de la résistance de contact thermique et électrique pour améliorer encore plus la puissance de sortie."

l'initiative de la société japonaise 5.0, visant à aider chacun à vivre et à travailler ensemble, propose que l'ensemble de la société se digitalise. Un tel avenir nécessite des moyens efficaces d'interconnecter nos appareils. Connaissances technologiques, comme ceux d'Ekubaru, co-auteur principal, et Sugahara, sont nécessaires pour faire de ce rêve une réalité.

L'article, "Fabrication et caractérisation d'ultra-légers, compact, et dispositif thermoélectrique flexible basé sur un montage de puce hautement raffiné, " a été publié dans Technologies avancées des matériaux .