KAIST développe la fibre thermoélectrique, augmentant ainsi le potentiel de développement de vêtements intelligents

Les matériaux thermoélectriques sont des matériaux qui convertissent l’énergie thermique en énergie électrique en générant une tension lorsqu’il existe une différence de température. Actuellement, environ 70 % de l’énergie est perdue sous forme de chaleur perdue, et elle attire l’attention en tant que matériau énergétique capable de récupérer et de recycler cette chaleur perdue.

La plupart des sources de chaleur qui nous entourent ont une forme incurvée, comme le corps humain, les gaz d’échappement des véhicules et les ailettes de refroidissement. Les matériaux thermoélectriques inorganiques à base de matériaux céramiques offrent des performances thermoélectriques élevées, mais sont fragiles et difficiles à fabriquer sous des formes courbes.

D’autre part, des matériaux thermoélectriques flexibles utilisant des liants polymères existants peuvent être appliqués sur des surfaces de formes diverses. Cependant, ses performances étaient limitées en raison de la faible conductivité électrique et de la haute résistance thermique du polymère.

L’équipe de recherche a surmonté cette limitation en produisant un matériau thermoélectrique en forme de fil en tordant des nanorubans au lieu d’utiliser des additifs polymères. S’inspirant de la flexibilité des nanorubans inorganiques, les nanorubans ont été empilés en continu à l’aide d’une technologie de dépôt par faisceau d’électrons basée sur des nanomoules. Celui-ci a été à nouveau tordu en fil pour produire une fibre thermoélectrique inorganique en tellurure de bismuth (Bi2Te3).

Cette fibre thermoélectrique inorganique a une résistance à la flexion plus élevée que les matériaux thermoélectriques existants et a montré peu de changement dans ses propriétés électriques, même après des tests de flexion et de traction répétés plus de 1 000 fois. L’élément thermoélectrique créé par l’équipe de recherche est un dispositif qui génère de l’électricité en utilisant des différences de température. Si les vêtements sont fabriqués avec des éléments thermoélectriques de type fibre, de l’électricité peut être générée à partir de la température corporelle pour faire fonctionner d’autres produits électroniques.

L’équipe de recherche a démontré la faisabilité de la commercialisation grâce à une démonstration de collecte d’énergie en intégrant des fibres thermoélectriques dans des gilets de sauvetage ou des vêtements.

Le professeur Jeong Yeon-sik a déclaré : « Le matériau thermoélectrique flexible inorganique développé cette fois-ci peut être utilisé dans des appareils portables tels que des vêtements intelligents. Il peut maintenir des performances stables même dans des environnements extrêmes, il est donc très probable qu’il soit commercialisé grâce à des recherches supplémentaires dans le domaine. avenir.”

Les résultats de la recherche ont été publiés en ligne dans la revue académique internationale « Advanced Materials » le 17 du mois dernier.