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계층적 열전 발전기(h-TEG)는 열전도(TE) 기능과 기계적 기능을 분리함으로써 전압 밀도(6.67 mV cm⁻² K⁻¹), 전력 밀도(9.59 μW cm⁻² K⁻¹), 신축성(최대 120%) 측면에서 일관되게 높은 성능 을 제공 하며 , 기존 의 단일층 열전 발전기(s-TEG)에서 흔히 나타나는 상충 관계를 효과적으로 극복합니다. 이러한 계층적 통합은 다양한 열 환경에서 안정성을 보장하며, RC를 적용한 h-TEG는 강한 태양 복사(∼900 W m⁻²)와 높은 주변 온도(33°C) 조건에서도 기존의 RC를 적용한 s-TEG에 비해 전력과 전압이 각각 3배 와 8배 더 높습니다. 이러한 계층적 전략은 높은 출력 성능과 기계적 적응성을 시너지 효과적으로 결합한 차세대 열전 발전기 개발의 길을 열어줍니다.

키워드

열전기

착용형 열전 발전기

복사 냉각

체온 활용

소개

웨어러블 열전 발전기(TEG)는 인체의 열을 전기로 변환하여 휴대용 전자 기기를 지속 가능하고 자가 발전 방식으로 작동시킬 수 있는 유망한 접근 방식입니다.¹ 이러한 TEG는 지속적인 건강 모니터링, ^2,3 능동적 열 관리, ^4,5 광열전 변환,^6,7 그리고 소프트 로봇 공학^8,9을 포함한 다양한 분야에서 혁신적인 잠재력을 지니고 있습니다. 그러나 이러한 잠재력 에도 불구하고, 웨어러블 TEG의 실용적인 적용은 열전(TE) 성능과 기계적 유연성 사이의 본질적인 상충 관계로 인해 근본적으로 제한됩니다.

 

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