用芯片废热给手机充电,这件好事能成真吗?
很多年前,我们三易生活在社交平台上看到一句话,说某手机厂商开发了一种“基于芯片废热产电”的技术。

根据当时的相关描述,该技术可以通过专门的发电芯片粘贴在SoC上,直接“吸收”SoC热量,将其转化为电能。然后,它不仅可以为手机补充电量,还可以变相冷却芯片。
在我们的记忆中,这种宣传当时吸引了一些关注,但很快就消失了,没有任何与之相关的产品在后续量产上市。
事实上,相关技术是存在的,但大规模生产基本上是不可能的
事实上,这种“吸收”芯片废热、再次转换为电能的方法,确实存在。
简单来说,就是利用一些特殊材料在加热减温过程中物理性质会发生变化的特点,使其先吸热变形,然后由于变形而脱离热原,再减温恢复到原来的形状。通过这种循环,这种运动可以应用到经典的发电机结构中,从而产生电能。其实这是热泵发电的基本原理,大家都很熟悉。
热泵发电?首先要考虑如何微型化(图为车载热泵设备)
当然,热泵也有一个明显的缺陷,那就是如果你想把它放在手机这么小的设备里,就会涉及到发电机(和热膨胀部件)的机械结构微型化,这在目前的材料技术上基本没有解决办法。所以这也是本文开头提到的“吸热发电设计”难以真正量产的根本原因。
热电化学电池带来了新的希望,无需机械结构。
然而,随着技术的进步,现在似乎有了新的解决方案。根据犹他大学最近公布的一项研究结果,相关团队发明了一种基于“热电化学电池”的全新吸热发电装置。
据有关资料显示,热电化学电池内部没有机械结构,它纯粹依靠化合物来实现热能到电势能的转换。所以体积可以做得很瘦。据悉,目前版本的热电化学电池,面积约1平方厘米,每次升温-降温循环后,可以产生0.001瓦时左右的电能。简而言之,理论上,它只需要1000次这样的吸热循环,就能产生0.1度电(十瓦时)能量。按照目前手机常用的电池规格,这实际上足以让主流型号充满大约50%的电量。
你觉得听起来特别诱人吗?但由于目前相关团队没有透露更多数据,外界并不知道所谓的“一次吸热循环”需要多大的温差,需要多长时间才能完成反应。同时,相关热电化学材料的成本基本不得而知(因为如果真的便宜,很难想象相关报告不会便宜)。
当然,与基本上只有理论可能性的超微型热泵相比,基本上是无法生产的。热电化学电池技术确实为小型移动设备的芯片废热应用打开了一扇可能的大门。
从理论上讲,纽扣电池可以替代,但是成本或者最大的问题
正因如此,有人认为这种新技术可能有助于消除目前污染严重的纽扣电池。当然,原则上,使用纽扣电池供电的设备能耗非常低。如果热电化学电池吸收环境热量供电,确实是一种非常环保的措施。
然而,考虑到纽扣电池和使用纽扣电池供电的设备(通常是各种小型传感器和计时设备)大多非常便宜,我们认为热电化学电池可能不会这么快“惠及”它们。

在医疗器械和专业运动设备领域,热电化学电池一直备受青睐,这间接地说明了其成本。
相比之下,从运动表和可穿戴传感器到产品溢价较高的专业产品,似乎更有希望成为热电化学电池最早造福的产品。毕竟,从这个市场不难看出,他们中的许多人已经使用了太阳能电池,这是一种高成本的能量转换设备。如果加上热电化学电池,可以承受的概率很大,可能会更受特定用户的欢迎。
对何时才能普及到手机、平板电脑,或更多类型的消费类电子产品,取决于当时的用户需求。
本文来自微信微信官方账号“三易生活”(ID:IT-作者:三易菌,36氪经授权发布,3eLife)。
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