Mp3-плеер, который больше не нужно подзаряжать от розетки? Спортсмен-любитель, следящий за своим пульсом и частотой дыхания просто по показаниям на запястном ремешке? И то, и другое — совсем без каких-либо аккумуляторов или батареек? Это вовсе не утопия, а современное состояние исследований во Фраунгоферовском институте. Необходимый для функционирования ток это устройство может получать… из тепла человеческого тела.

При разнице температур в 2 °C (например, между человеческой кожей и окружающим пространством) теплогенератор размером 2х2 см с новым трансформатором напряжения IC генерирует до 4 мВ. Другой возможный источник энергии для IC — солнечные элементы при малом освещении. Если получаемую таким образом энергию аккумулировать в течение некоторого времени, ею можно питать и большие устройства, такие как mp3-плеер или карманный компьютер.

Трансформатор напряжения IC размером 1.5х1.5 мм может снабжать энергией в 3.3 В сенсоры, беспроводные приемопередатчики радиосигналов и дисплеи. При этом КПД, в зависимости от нагрузки и входного напряжения, составляет от 30 до 80 %. Это первое в мире решение, когда устройство обходится питающим напряжением всего в 20 милливольт. Такие миниатюрные и, соответственно, экономичные в изготовлении трансформаторы напряжения имеют большое преимущество во многих областях применения, например, в медицинской технике, в инженерных системах зданий и сооружений, в автомобилях, в системах автоматизации и логистике.

Разработка была осуществлена в рамках Фраунгоферовского проекта «Термоэлектрические нанокомпозиты», направленного на разработку теплогенераторов специально для децентрализованной выработки энергии, которая должна обеспечивать работу автономных устройств типа «сенсор-актуатор». Для этого будут реализованы подходы к решению задач производства высокоэффективных поликристаллических термоэлектрических материалов и конструктивных элементов, а также вопросов применения не менее необходимых высокоинтегрированных электронных схем.