Forskare vid KTH har arbetat med ett sätt att plocka bort batterier ur kroppsnära teknik och andra mindre apparater inom ramen för det som kallas för Sakernas internet. Istället är tanken att en ny färg som forskarna har utvecklat ska omvandla värme till elektricitet som sedan kan driva apparaterna. I en nypublicerad artikel i den vetenskapliga tidskriften American Chemical Society Applied Materials & Interfaces rapporterar KTH-forskarna att de har tagit fram en termoelektrisk färg för apparater och ytor som ger ifrån sig lägre värme än 100 grader Celsius. Tanken är att alstrad värme ska återanvändas för energiförsörjning.
Termoelektricitet kallas fenomenet när denna värme omvandlas till elektricitet. Vad som krävs för att uppnå det är ett specialdesignat termoelektriskt material. Tekniken fungerar enkelt förklarat så att när ett termolelektriskt material värms upp börjar laddningsbärare (bland annat elektroner) vandra från den varma änden av materialet till den som är kall, vilket genererar elektricitet. Problemet med detta förfarande har dock varit att hantera termoelektriska materials värmeledningsförmåga och resistans när det använts i större ytor då materialet över tid har tappat sin förmåga att generera elektricitet.
Muhammet Toprak, professor i materialkemi på KTH, berättar att han och de andra forskarna har fokuserat på att få till ett material som fungerar vid rumstemperatur. Ett mål har också varit att få till ett hybridmaterial där det fasta tillståndets elektronik har integrerats med flexibla material som polymerer för att på så sätt få till en färg.
Färgen kan ersätta batterier
Enligt Muhammet Toprak kan färgen appliceras på vilken yta som helst. Så länge materialet släpper igenom värme kan färgen alstra elektricitet.
– Forskningsresultatet öppnar för nya billiga och hållbara sätt att producera och använda termoelektriska färger i stor skala. I ett kortare perspektiv förväntar vi oss att arbetet kommer att ha en påverkan inom det som kallas Sakernas internet, med små apparater som använder lite elektricitet. Färgen kan ersätta batterier i exempelvis kroppsnära teknik, säger Muhammet Toprak.
I ett längre perspektiv, med användningen av mer hållbara oorganiska termoelektriska materialsammansättningar och hållbara biopolymerer såsom cellulosa och lignocellulosa, kan användningen av denna teknik på större ytor öka.
– Det kan påskynda anpassningen av termoelektrisk teknik för att effektivt omvandla värme till energi och vara ett komplement i den gröna omställningen, säger Muhammet.
Forskningsarbetet har skett i samarbete med University of Valencia i Spainen och University of Warwick i Storbritannien. Arbetet har finansierat av Horizon 2020 (EU:s ramprogram för forskning och innovation), Vetenskapsrådet och Energimyndigheten.
