Vedci neustále prichádzajú s novými objavmi, ktoré nám majú zjednodušiť život. Inak tomu nie je ani v oblasti technológií, ktorá napreduje míľovými krokmi. Najnovšie sa vedcom z austrálskej Queensland University of Technology podaril skvelý objav vo vývoji flexibilných termoelektrických zariadení (F-TED). O téme napísal portál Ars Technica.
Zavedenie F-TED technológie do praxe by znamenalo revolúciu v spôsobe dobíjanie nositeľnej elektroniky, napríklad smart hodiniek. Technológia by umožnila, aby používateľ využil na napáajnie elektroniky svoju vlastnú telesnú teplotu. Na tento objav prišli vedci pod vedením profesora Zhi-Ganga Chena. Okrem vyššie popísaného využitia by novinka mohla mať uplatnenie aj pri chladení počítačových čipov.
Ako funguje F-TED?
Flexibilné termoelektrické zaradenie (F-TED) dokáže premieňať tepelnú energiu na elektrickú energiu. Vďaka tomu, že ľudia sú teplokrvné tvory, ktoré neustále vytvárajú teplo, toto teplo je možné použiť na energiu pre niektoré nositeľné elektronické zariadenia. Doterajším problémom bolo, že F-TED neboli dostatočne flexibilné na pohodlné nosenie a taktiež neboli dostatočne efektívne na napájanie inteligentných zariadení. Navyše, ich výroba bola pomerne drahá. Austrálsky tím ale tvrdí, že prišiel na riešenie.
„Sila generovaná flexibilným termoelektrickým filmom, ktorú sme vytvorili, by nestačila na nabitie smartfónu, ale mala by stačiť na udržanie inteligentných hodiniek v chode,“ povedal Chen. Vedci teda dospeli do bodu, kedy je možné vyrobiť termoelektrický remienok napríklad pre Apple Watch. Znamenalo by to, že používatelia by nemuseli byť neustále v strehu a v strese z toho, že čoskoro sa ich hodinky vypnú pre nedostatok energie. Zavedenie do praxe si ale bude vyžadovať ďalšiu optimalizáciu a technologické vylepšenia.
Nenákladná a jednoduchá výroba
Doterajším problémom F-TED zariadení bolo, že nikto by nechcel nosiť na zápästí kovovú dosku. Vyrábali sa totižto z pevných sypkých materiálov. Ďalšou výzvou bolo, ako viesť napájací kábel. Nový objav tento problém rieši a flexibilné F-TED sa môžu využívať napríklad aj pri elektronike, ktorá monitoruje zdravie používateľa. Chen a jeho kolegovia dokázali vyrobiť F-TED zariadenie, ktoré funguje 34-krát lepšie než jeho predchodca a to pri izbovej teplote.
Dôležité je spomenúť, že termoelektrický film bol vyrobený pomocou teluridu bizmutu, polovodiča s pomerne jednoduchým výrobným procesom. Vďaka tomu ide o nákladovo efektívne riešenie, ktoré by nemuselo výrazne predražiť finálny produkt. Na výrobu filmu bola použitá technika sieťotlače, ktorá sa široko používa napríklad pri výrobe dosiek plošných spojov. Zariadenie, ktoré vedci otestovali, dosiahlo výstupný výkon 1,3 miliwattov na štvorcový centimeter, pričom výkon by mal byť dosiahnuteľný aj pri teplote 16 stupňov Celzia.
Ďalšie využitie F-TED v praxi
Ako sme naznačili, F-TED by mohlo mať aj ďalšie využitie. Zariadenie dokáže dosiahnuť aj pokles teploty a to bez akéhokoľvek chladiča a s veľmi malým vstupným prúdom. Termoelektrické chladiace filmy by mohli byť podľa Chena užitočné v procesoroch, ako sú tri nm architektúry. Tie používa napríklad spoločnosť Apple v rodine čipov Apple M3. Tím vo svojej štúdii tvrdí, že ultratenké termoelektrické filmy by mohli byť aplikované priamo na čipy, aby sa súčasne zabezpečilo chladenie a zber energie. Vedci tvrdia, že by to nemalo vyžadovať radikálne zmeny vo výrobe čipov, pretože pri výrobe procesorov sa aj tak používa sieťotlač.
Kým však príde k nasadeniu do praxe, technológia si vyžaduje určité zlepšenia. Cieľom vedcov je zlepšiť flexibilitu materiálu a to bez straty výkonu. Komplikovaná bude aj integrácia do zariadení alebo čipov, aby jednotlivé komponenty spolu efektívne fungovali. Hoci ide len o štúdiu, je to pokrok, ktorý môže v budúcnosti úplne zmeniť spôsob, akým dobíjame nositeľné elektronické zariadenia.
