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Abstract
Thermoelectric generators (TEGs) are an excellent candidate for powering wearable electronics and the “Internet of Things,” due to their capability of directly converting heat to electrical energy. Here, we report a high-performance wearable TEG with superior stretchability, self-healability, recyclability, and Lego-like reconfigurability, by combining modular thermoelectric chips, dynamic covalent polyimine, and flowable liquid-metal electrical wiring in a mechanical architecture design of “soft motherboard-rigid plugin modules.” A record-high open-circuit voltage among flexible TEGs is achieved, reaching 1 V/cm2 at a temperature difference of 95 K. Furthermore, this TEG is integrated with a wavelength-selective metamaterial film on the cold side, leading to greatly improved device performance under solar irradiation, which is critically important for wearable energy harvesting during outdoor activities. The optimal properties and design concepts of TEGs reported here can pave the way for delivering the next-generation high-performance, adaptable, customizable, durable, economical, and eco-friendly energy-harvesting devices with wide applications.
抄録
熱電発電機(TEG)は、熱を直接電気エネルギーに変換する能力を持つため、ウェアラブル電子機器や「モノのインターネット」の電源として優れた候補となっています。ここでは、モジュール型熱電チップ、動的共有結合ポリイミン、流動性液体金属電気配線を “ソフトマザーボードリジッドプラグインモジュール “の機械的アーキテクチャ設計に組み合わせることで、優れた伸縮性、自己修復性、リサイクル性、レゴのような再構成性を備えた高性能ウェアラブルTEGを報告する。さらに、このTEGは低温側に波長選択性メタマテリアル膜を集積しており、屋外活動時のウェアラブルエネルギーハーベスティングに重要な太陽光照射下でのデバイス性能を大幅に向上させています。ここで報告されたTEGの最適な特性と設計コンセプトは、次世代の高性能、適応性、カスタマイズ性、耐久性、経済性、環境に優しいエネルギーハーベスティングデバイスを幅広い用途に提供するための道を開くことができる。
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ブルーノ・サンマルチノ(Bruno Sammartino、本名:Bruno Laopardo Francesco Sammartino、1935年10月6日 – 2018年4月18日)は、アメリカ合衆国で活躍したイタリア出身のプロレスラー。
無類の怪力とタフネスを誇り、「人間発電所」の異名を持つ。長期に渡ってWWWF世界ヘビー級王者に君臨し、ニューヨークのマディソン・スクエア・ガーデンに出場し続けたことから「MSGの帝王」とも呼ばれた。アメリカでは「The Living Legend」のニックネームが与えられ[2]、2013年にはWWE殿堂に迎えられた[1]。
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熱発電機構を搭載した腕時計。着用者の体温と外気温の温度差を利用し、内蔵された熱発電素子で発電、二次電池に蓄電し時計を動かす。フル充電で約10カ月の駆動が可能。
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振動による圧力を圧電素子によって電力に変換する。発電能力が低いため実用性のある装置の開発には至っておらず概ね研究段階である。また発電設備の製造に必要なエネルギーを、その後の発電で取り戻せるかどうかも不明である。
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2種類の金属の接合部に電流を流すと、片方の金属からもう片方へ熱が移動するというペルティエ効果を利用した板状の半導体素子。直流電流を流すと、一方の面が吸熱し、反対面に発熱が起こる。電流の極性を逆転させるとその関係が反転する。また温度制御が可能なばかりでなく、温度差を与えることで電圧を生じさせることもでき、これをゼーベック効果という。
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