[发明专利]一种利用人体体温发电的装置

说明书

本发明公开了一种利用人体体温发电的装置，该装置包括聚热板、散热板、两块底板、两块侧板、多孔发电层、多孔导液层、电极和循环工质；聚热板与散热板的两端分别通过两块侧板连接，聚热板、散热板、两块侧板和两块底板形成一个密闭腔体；多孔发电层紧贴聚热板的内侧；其两端均设有电极；侧板上具有用于引出电极的开孔；多孔导液层紧贴散热板的内侧，其内部被循环工质浸润，多孔导液层的两端紧贴多孔发电层的端部；该装置被佩戴于人体时，利用聚热板从人体吸收的热量，使多孔发电层内的循环工质蒸发，使得循环工质在多孔发电层内循环流动，在多孔发电层两端产生电势并持续输出电能；实现利用人体与环境的极低温差持续发电的目的；具有结构简单，轻便可穿戴的特点。

技术领域

本发明属于微电子器件技术领域，更具体地，涉及一种可穿戴于人体的直接利用人体体温发电的装置。

背景技术

随着微电子技术的发展，电子设备与人类生活工作的联系越来越紧密。电子设备的微小化和可穿戴化成为电子设备发展趋势，比如谷歌眼镜、电子手环以及其他可穿戴式的健康监测诊断设备等。可穿戴式设备为人们的生活带来了很大的便利，但其供能问题也是一个极大挑战。电池是常用的供能手段，但电池存在环境污染和持续性供电的问题。使用人体本身的热能进行发电供能既清洁环保又能长期持续供电，是一种行之有效的替代方案。但由于人体体温与环境温差小，约6～10℃，属于极低温低品位热能，利用难度较大。

现有技术中的可将身体余热转化为电能的方式是半导体热电转换；但半导体热电材料本身赛贝克系数小，最高约为200μV/K。若要输出足够微电子器件供能的电压，则需要成百上千个小的单元串联在一起输出电压，结构十分复杂；且热电材料通常价格较贵，成本较高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种利用人体体温发电的装置，其目的在于解决现有的体温发电领域半导体热电转换技术结构复杂的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种利用人体体温发电的装置，包括两块底板、两块侧板、多孔发电层、多孔导液层、电极、循环工质、聚热板和散热板；

聚热板与散热板的两端分别通过两块侧板连接，聚热板、散热板、两块侧板和两块底板形成一个密闭腔体；

多孔发电层设于密闭腔体内，紧贴在聚热板的内侧；多孔发电层的两端均设有电极；侧板上具有用于引出电极的开孔；其中，聚热板的内侧是指其与散热板相对的一侧；

多孔导液层设于密闭腔体内，紧贴散热板的内侧；多孔导液层内部被循环工质浸润，多孔导液层的两端紧贴多孔发电层的端部；其中，散热板的内侧是指其与聚热板相对的一侧；

本发明提供的这种利用人体体温发电的装置，当其未被穿戴于人体时，多孔发电层从多孔导液层吸收循环工质至完全浸润；当其被佩戴于人体时，聚热板从人体吸收热量，热量传递给紧贴散热板的多孔发电层，多孔发电层内的循环工质从多孔发电层表面蒸发，同时在毛细力的作用下驱动多孔发电层内部的循环工质在多孔发电层内流动，在多孔发电层两端产生电势并输出电能，电能通过电极导出；而离开多孔发电层的气态工质在散热板处释放热量凝结成液态，并通过多孔导液层输送回多孔发电层下端，实现工质循环，由此实现利用体温持续不断地进行发电。

优选的，聚热板和散热板为高导热材料，聚热板与散热板相对的一侧均电绝缘；底板、侧板均为电绝缘且热绝缘材料。

优选的，聚热板、散热板、侧板、多孔发电层和多孔导液层均为弧形结构，使得该利用人体体温发电的装置整体呈弧形状，便于穿戴。

优选的，上述散热板外侧具有增强散热的翅片结构。

优选的，多孔发电层采用一体成型的纳米多孔材料，或者采用由纳米颗粒堆积而成的纳米多孔材料。

优选的，多孔导液层采用微米多孔材料。

优选的，循环工质采用水或有机溶剂。