Калифорнийская компания Thermo Life Energy разработала миниатюрный термоэлемент, генерирующий энергию для датчиков, имплантатов и чипов RFID за счёт самых небольших перепадов температур.
Термоэлектрические элементы, представляющие собой набор из ряда термопар, составленных из определённых веществ (полупроводники, металлы), вырабатывают ток при возникновении разницы температур двух концов этих пар (эффект Зеебека). Принцип – давным-давно применяющийся на практике во многих областях техники.
Новшество от Thermo Life Energy заключается в том, что её специалисты ухитрились уместить более 5 тысяч тончайших термопар в «таблетке» диаметром всего 9,3 миллиметра, толщиной в 1,4 миллиметра и весом в 0,23 грамма.
Термопары созданы на подложке при помощи оригинального процесса, базирующегося на фотолитографии. Кроме того, чтобы добиться приличной эффективности преобразования, авторы приборчика тщательно подобрали материалы для термопар. В частности, здесь применён сплав на основе теллура и висмута.
При перепаде температур между двумя сторонами этой «таблетки» всего в 5 градусов она выдаёт напряжение 6 вольт (без нагрузки), а под нагрузкой напряжение равно примерно в 3 вольтам, ток же составляет около 10 микроампер. Мощность элемента, таким образом, составляет около 30 микроватт.
При разнице же температур в 10 градусов напряжение (под нагрузкой) вырастает до 5-5,5 вольт, ток — примерно до 25 микроампер, а мощность, соответственно, примерно до 0,135 ватта.
Приборчик рассчитан на сбор дарового тепла — от работающей техники, от человеческого тела, от тепла промышленных сточных вод, от солнечных лучей. Лишь бы был небольшой перепад температур между двумя сторонами «таблетки».
В принципе Thermo Life рассчитан на работу при разнице в температуре сторон до 100 градусов. Но именно способность хорошо работать уже при малейших температурных градиентах, наряду с удивительной миниатюрностью, — главное достоинство новинки.
Поскольку Thermo Life является дочерней компаний изготовителя чипов радиочастотной идентификации RFID — фирмы Applied Digital Solutions, первое применение крохотного термоэлемента напрашивается само собой.
Однако такой микрогенератор может оказаться полезным в медицинских имплантатах, в многочисленных датчиках и миниатюрных радиоустройствах — везде, где замена батарейки представляет сложность или занимает много времени. Скажем, если имеется сеть из 10 тысяч автономных датчиков, поменять везде севшие батарейки будет непросто.
Читайте также о чипе-генераторе, вырабатывающем электричество из телевизионного и радиоэфира.
