中国科学院电工研究所成功研发出超高效新型柔性发电薄膜物料，这种物料可直接将人体热量转化为电能，研究团队制作的立体“小拱桥”形状微型体温发电机包含100对发电单元，产生电量足够驱动电子手表、温湿度计等小设备，为智能穿戴式设备供电问题提供理想解决方案。
智能手表、手环等穿戴式设备发展迅速，但大多依靠电池供电，需要经常更换或充电，限制设备普及。热电技术可直接将人体热量转化为电能，具有安全环保、无需机械部件等优势，是解决穿戴式设备供电问题的理想方案。研究指，现有柔性热电物料性能较差，发电器件多为平面结构，导致器件在应用过程中发电量太少，无法满足电子设备正常运转需求。团队研发的新物料在室温下热电优值ZT达到1.28，创下硒化银基薄膜物料新纪录。
研究团队利用化学溶液法将硒化银制成细小纳米线，然后与石墨烯混合，铺在多孔尼龙底布上，经过抽滤和快速热压处理，最终制成超高性能柔性“发电薄膜”物料。这种制备方法相较磁控溅射等真空镀膜技术更为经济。新物料在1,500次弯曲循环后仍保持96.9%初始电导率，弯曲半径5mm条件下展现卓越柔韧性。相较传统物料，硒化银展现优越热电性能、更大柔韧性及更低物料成本。
研究团队在人体背部测试该器件，环境温度25°C时实现面外温差约8K，对应开路电压约123mV。受测者在静立和行走间交替300秒，器件稳定运行并维持电压约120mV，显示良好可靠性和实用潜力。为探索利用人体与环境温差产生能量的潜力，团队使用该器件为10个并联电容器充电至约70mV，重新配置为串联后产生约0.7V电压。通过升压转换器放大后，成功为温湿度计（1.5V）和手表（3V）供电，证明面外热电发电器经改良设计可持续稳定为低功耗电子设备供电。
研究成果已在《Nature Communications》发布，为智能穿戴式设备提供高效、可持续供电方案，对热电转换技术规模化应用具重要现实意义。未来开发更大面积器件利用更大温度梯度，可显著增加能量输出，实现为智能手机等高功耗设备供电。
来源：Nature
