En ny måde at køle elektroniske enheder på, genvinde spildvarme

Brug af elektroniske enheder for længe kan få dem til at overophedes, som kan bremse dem, beskadige deres komponenter eller endda få dem til at eksplodere eller antænde. Nu, forskere, der rapporterer i ACS' Nano bogstaver har udviklet en hydrogel, der både kan køle elektronik ned, såsom mobiltelefonbatterier, og omdanner deres spildvarme til elektricitet.

Nogle komponenter i elektroniske enheder, inklusive batterier, lysemitterende dioder (kendt som LED'er) og computermikroprocessorer, generere varme under drift. Overophedning kan reducere effektiviteten, pålidelighed og levetid for enheder, ud over at spilde energi. Xuejiao Hu, Kang Liu, Jun Chen og kolleger ønskede at designe en smart termogalvanisk hydrogel, der kunne omdanne spildvarme til elektricitet, samtidig med at enhedens temperatur sænkes. Indtil nu, forskere har udviklet enheder, der kan gøre det ene eller det andet, men ikke begge dele samtidigt.

Holdet lavede en hydrogel bestående af en polyakrylamidramme infunderet med vand og specifikke ioner. Når de opvarmede hydrogelen, to af ionerne (ferricyanid og ferrocyanid) overførte elektroner mellem elektroder, generere elektricitet. I mellemtiden vand inde i hydrogelen fordampet, afkøle det. Efter brug, hydrogelen regenererede sig selv ved at absorbere vand fra den omgivende luft. For at demonstrere det nye materiale, forskerne fastgjorde det til et mobiltelefonbatteri under hurtig afladning. Noget af spildvarmen blev omdannet til 5 μW elektricitet, og batteriets temperatur faldt med 68 F. Den reducerede arbejdstemperatur sikrer sikker drift af batteriet, og den høstede elektricitet er tilstrækkelig til at overvåge batteriet eller styre kølesystemet.