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2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Design of a Wearable Thermoelectric Generator for Harvesting Human Body Energy

verfasst von : Haiyan Liu, Yancheng Wang, Deqing Mei, Yaoguang Shi, Zichen Chen

Erschienen in: Wearable Sensors and Robots

Verlag: Springer Singapore

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Abstract

This paper presents the design and fabrication of a wearable thermoelectric generator (TEG) with high power density for harvesting the human body heat energy. The proposed TEG was fabricated using a flexible printed circuit board (FPCB) as the substrate. The P-type and N-type thermoelectric blocks were made of Bi2Te3-based thermoelectric material and welded on the FPCB, and they were surrounded by the soft PDMS material. The prototyped TEG consisted of 18 thermocouples, which was connected by FPCB and silver paste over an area of 42 × 30 mm2. The fabricated TEG could generate a voltage of 48 mV for a temperature difference of 12 K. Then, the TEG was mounted onto the human wrist skin to harvest the human body heat energy. Results showed that the measured output power was 130.6 nW at ambient temperature of 25 °C. Thus, the developed TEG has the potential for human body heat energy harvesting and utilized for the development of wearable self-powered mobile devices.

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Literatur
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Zurück zum Zitat Kim G-H, Shao L, Zhang K et al (2013) Engineered doping of organic semiconductors for enhanced thermoelectric efficiency. Nat Mater 12(8):719–723. doi:10.1038/NMAT3635 CrossRef Kim G-H, Shao L, Zhang K et al (2013) Engineered doping of organic semiconductors for enhanced thermoelectric efficiency. Nat Mater 12(8):719–723. doi:10.​1038/​NMAT3635 CrossRef
Zurück zum Zitat Park T, Park C, Kim B et al (2013) Flexible PEDOT electrodes with large thermoelectric power factors to generate electricity by the touch of fingertips. Energy Environ Sci 6:788–792. doi:10.1039/c3ee23729j CrossRef Park T, Park C, Kim B et al (2013) Flexible PEDOT electrodes with large thermoelectric power factors to generate electricity by the touch of fingertips. Energy Environ Sci 6:788–792. doi:10.​1039/​c3ee23729j CrossRef
Zurück zum Zitat Suemori K, Hoshino S, Kamata T (2013) Flexible and lightweight thermoelectric generators composed of carbon nanotube–polystyrene composites printed on film substrate. Appl Phys Lett 103(15):153902–153904. doi:10.1063/1.4824648 CrossRef Suemori K, Hoshino S, Kamata T (2013) Flexible and lightweight thermoelectric generators composed of carbon nanotube–polystyrene composites printed on film substrate. Appl Phys Lett 103(15):153902–153904. doi:10.​1063/​1.​4824648 CrossRef
Zurück zum Zitat Yang Y, Xu GD, Liu J (2014) A prototype of an implantable thermoelectric generator for permanent power supply to body inside a medical device. ASME J Med Devices 8:014507-6. doi:10.1115/1.4025619 Yang Y, Xu GD, Liu J (2014) A prototype of an implantable thermoelectric generator for permanent power supply to body inside a medical device. ASME J Med Devices 8:014507-6. doi:10.​1115/​1.​4025619
Metadaten
Titel
Design of a Wearable Thermoelectric Generator for Harvesting Human Body Energy
verfasst von
Haiyan Liu
Yancheng Wang
Deqing Mei
Yaoguang Shi
Zichen Chen
Copyright-Jahr
2017
Verlag
Springer Singapore
DOI
https://doi.org/10.1007/978-981-10-2404-7_5

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