柔性体温发电薄膜技术突破,可穿戴设备实现 “自供电” 量产
国内科研团队在电子生产领域的新型能源材料方向取得重大突破,中科院电工研究所联合产业机构研发的硒化银基柔性发电薄膜实现量产,其功率密度创下同类材料世界纪录,基于该材料的微型 “体温发电机” 可直接将人体热量转化为电能,为智能手表、温湿度计等可穿戴设备提供可持续供电方案,推动可穿戴电子产业摆脱对传统电池的依赖,预计 2028 年相关市场规模将突破 120 亿元。
传统可穿戴设备依赖锂电池供电,存在续航短、需频繁充电等痛点,而现有柔性热电材料功率密度低、结构适配性差,难以满足实际应用需求。新型柔性发电薄膜通过材料创新与结构设计实现双重突破:在材料层面,采用化学溶液法制备硒化银纳米线,与石墨烯复合后铺覆于多孔尼龙底布,经抽滤与快速热压处理,使材料功率密度较传统硒化银基材料提升 3 倍;在结构层面,创新设计 “拱桥形” 发电单元,通过 100 对热电臂立体排布,大幅提升人体与环境的温差利用率,发电效率较平面结构提升 60%。
量产产品已展现显著应用价值。实测显示,佩戴该发电薄膜制成的腕带式装置时,仅需 3℃温差即可产生稳定电能,功率密度达 8.5μW/cm²・K,可驱动电子手表 24 小时连续运转,且在弯曲 1000 次后性能衰减不足 5%,满足可穿戴设备的柔性需求。某消费电子企业已将其集成于新款智能手环,使产品续航从 7 天延长至 30 天,且重量减轻 15%,目前预售量已突破 100 万台。在医疗领域,搭载该技术的无线体温监测贴可实现 6 个月持续工作,某医院试点应用后,患者生命体征监测效率提升 40%。
产业转化与生态布局加速推进。目前研发团队已与 5 家电子企业达成量产合作,建成年产 100 万平方米柔性发电薄膜的生产线,产品成本较实验室阶段降低 70%。在技术迭代上,团队正优化材料配方,目标将功率密度再提升 50%,同时开发适配智能服装、植入式医疗设备的定制化产品。行业专家表示,该技术突破解决了可穿戴设备的供电瓶颈,为电子生产领域开辟了 “能源材料 + 智能硬件” 的新赛道,未来三年有望在消费电子、医疗健康等领域实现规模化应用。
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