- 科技報導
文章專區
2020-05-14電子裝置廢熱終結者─解決過熱問題外還能循環再製電
461 期
Author 作者
編輯部
【本刊訊】美國加州大學洛杉磯分校（University of California, Los Angeles, UCLA）與中國武漢大學，合作研發一款智能熱電水凝膠膜（smart thermogalvanic hydrogel film），不僅解決電子設備過熱的問題，還能透過熱力學循環將熱能轉換為電能。此研究發表於近日美國化學學會（American Chemical Society, ACS）出版的《奈米通訊》（Nano Letters）期刊。
無論是電池、發光二極體和微處理器（microprocessors）等電子設備，在長時間使用下多會產生過熱的問題。這些電子設備在運作過程中所產生的熱能，可能會使元件產生毀損、降低設備的效能與壽命，更嚴重的話甚至會引發爆炸。因此，如何散熱並完整充放電後的電量，就成了相當重要的課題，然而目前仍未出現可同時達到這兩個目標的產品。
由UCLA與武漢大學研究人員開發的智能熱電水凝膠膜，可望成為設備過熱的救星；將該膜安置於設備上，便能將廢熱轉換成電能，並解決設備過熱的困擾。根據美國科學促進會（American Association for the Advancement of Science, AAAS）新聞網EurekAliert!報導，研究人員以快速充電中的手機進行展示，電池溫度不僅降低20℃，充電的部分廢熱也轉換成5微瓦（μW）的電量。
研究指出，該水凝膠是以聚丙烯醯胺（polyacrylamide）作為框架，並由水和特定離子填充而成的，因此具有良好的保水性，且降溫後可吸收周圍空氣裡的水分恢復水量的特點，也可讓散熱功能不斷地循環。而水凝膠在吸收熱能的過程中，也會在電極之間傳遞電子進而產生電流，如此便能在降低裝置溫度的同時擁有產電的效益。
此次研發設計不僅可確保電子產品在相對安全的條件下運行，也可透過所蒐集到的電量瞭解電池狀況或控制冷卻系統，極具發展潛力。
新聞來源 Shirui Pu et al., Thermogalvanic Hydrogel for Synchronous Evaporative Cooling and Low-Grade Heat Energy Harvesting, Nano Letters, 2020.