Гидрогель охлаждает электронные устройства и рекуперирует отработанное тепло

Rehana Begg

Machine Design

Новая гидрогелевая пленка, перенося электроны при нагревании, вырабатывает электрическую энергию

Сегодняшнее поколение электроники сверхмощно – мы запускаем свои смартфоны на долгие часы, перелопачивая терабайты данных, и даже играем в Minecraft на наших ноутбуках. Но использование электронных гаджетов в течение продолжительного времени может привести к их перегреву, замедлению или даже повреждению компонентов.

Исследователи разработали гидрогель, который, возможно, позволит как охлаждать электронику, так и преобразовывать выделяющееся из нее тепло в электричество.

В статье, опубликованной в журнале Американского химического общества Nano Letters, исследователи заявили, что их целью была разработка «умного термогальванического гидрогеля, который мог бы преобразовывать выделяющееся тепло в электричество и одновременно понижать температуру устройства». Как отметили авторы статьи, существующие до сих пор средства позволяли выполнять одну или другую функцию, но не обе одновременно.

Гидрогель может охлаждать электронику и вырабатывать электроэнергию из ее отработанного тепла.

Гидрогель, изготовленный на основе полимерного (полиакриламидного) каркаса, наполненного водой и ионами, при нагревании вырабатывает электричество. По словам исследователей, это происходит, когда два иона – феррицианид и ферроцианид – переносят электроны между электродами. В то же время, когда испаряется находящаяся внутри гидрогеля вода, возникает охлаждающий эффект. После каждого использования гидрогель регенерируется, поскольку он поглощает воду из окружающей среды.

Для демонстрации работы материала исследователи прикрепили гидрогелевую пленку к аккумулятору мобильного телефона. Им удалось понизить температуру батареи на 20 °C. Теряемое тепло преобразовывалось в 5 мкВт электрической энергии.

Исследователи утверждают, что пониженная рабочая температура обеспечивает безопасную работу батареи, а собранной электрической энергии достаточно для контроля батареи или управления системой охлаждения.