合作方式：☐整体转让 ☐技术许可 ☒作价入股 ☒合作开发 ☐其它_____
成果简介：
依据 Seebeck 场效应，利用人体与自然环境的温差进行常温发电，输出功率是 0.5-1.6 微瓦的整数 n（n=1-10）倍，可应用于医学检测仪器、手表、微电子元器件的供电，也可以应用于信号源进行在线监测。
成熟程度及推广应用情况：
目前处于何种研发阶段：☐研发 ☒小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☐产业化；
样机：☒有 ☐无
已投入成本：100 万元。
期望技术转移成交价格（大概金额）：500 万元。
技术优势：
进入 21 世纪以来，随着全球工业化的发展，人类对能源的需求不断增长，在近百年中，工业的消耗主要以化石类能源为主。人类正在消耗地球 50 万年历史中积累的有限资源，常规能源已面临枯竭。全球已探明的石油储量只能用到2030 年，天然气只能延续到 2040 年左右，煤炭资源也只能维持 2300 年左右，能源危机已经迫在眉睫。因此，发展新型的、环境友好的可再生能源及能源
转换技术引起了世界发达国家的高度重视。热电半导体是采用热电效应将热能和电能进行直接转换的一种无污染的绿色能源产品。其中温差发电是利用热电材料的 Seebeck 效应，将热能直接转化为电能，不需要机械运动部件，也不发生化学反应。美国能源部、日本宇宙航天局等发达国家的相关部门都将热电技术列入中长期能源开发计划，我国也将热电列入国家重点基础研究发展计划(973)的大规模发展的新能源计划中。在 21 世纪全球环境和能源条件恶化、燃料电池又难以
进入实际应用的情况下，热电技术更成为引人注目的研究发展方向。热电半导体行业在全球来说作为一个新兴行业,每年以超过 1 倍的速度增长。生活中可穿戴设备所需的工作电源通常由电池提供，商用电池存在体积庞大、电池寿命有限、需要频繁充电等问题，这些问题限制了可穿戴设备的便捷和舒适性。柔性可穿戴热电发电器产生的电量可以为所需的功率在微瓦(uW)级别级别的可穿戴电子微型设备（如无线实时监控和血压传感器）提供电量支撑。据了解，人体的能量利用率仅为 15％至 30％，食物提供的大部分能量都以低品位热量的形式释放。人体核心体温约为 37℃，外界温度范围约-10℃-40℃，通常人体与外界环境存在一定温差，因此人体热量可以成为柔性可穿戴热电发电器持续的能量来源。人体的总散热量约 60-180W ，若转换效率约为 1％的热电发电器捕获该热量，则产生的最高功率将约为 0.6-1.8W，这功率足以为许多微型可穿戴设备供
电。柔性可穿戴热电发电器具有可变形、可拉伸、耐久、无需更换、机械稳定和质轻等性能。发电器一旦安装完毕无需更换，存在温差即可输出功率。可穿戴热电发电器不仅能够适应人体可变的曲面而且还具备穿着舒适、透气、低毒、轻质和可洗等优点。
性能指标：
器件输出功率是 0.5-1.6 微瓦的整数 n（n=1-10）倍。可保证医学检测仪器、手表、微电子元器件的正常供电、电池无需更换、稳定性高。同时产生的电压和电流也可以应用于信号源进行在线监测。
市场分析：
1. 市场需求分析：本产品主要想取代微型电池。全球范围内可穿戴设备使用量逐年攀升，《全球可穿戴设备季度跟踪报告》指出，仅 2020 年第一季度即出货7260 万台。占据市场主流的锂电池生产量与使用量随之骤增，但仍无法解决可穿戴设备内置电池容量小、续航能力差、需频繁更换等问题。和电池相比，可穿戴热电发电器本身具备高稳定性、无需装卸和无污染的优点。只要存在一定温差，可穿戴热电发电器就可以一直供电，一般来说温差越大，器件的输出电压和输出功率也会随之增大。我们利用人体与外界环境存在的温差作为可穿戴热电发电器的动力来源，将人体的低品位余热转化成可用的电压和输出功率。除了作为微型器件的功率和电压来源，产生的电压和电流也可以应用于信号源进行在线监测。如果进行顺利，本产品还可以与信号放大器相结合产生更大电压和输出功率。
2. 相关器件已经应用的领域。
军事方面，早在 20 世纪 80 年代, 美国就完成了 500-1000W 军用温差发电器的研制工作, 并于 80 年代正式列入部队装备。自从 1999 年开始, 美国能源部启动了能源收获科学与技术项目。研究利用温差发电器件, 将士兵的体热收集起来用于电池充电, 其近期目标是实现对 12 小时的作战任务最少产出 250 瓦的电能。
在航空方面美国国家航空和宇航局已经先后在其阿波罗月舱, 先锋者、海盗、旅行者、伽利略和尤利西斯号宇宙飞船上使用以各种放射性同位素为热源的温差发电装置。该电力系统已经安全运行了 21 年,预计可继续工作 15 至 20 年。在医学领域中, 温差发电主要用于向人体植入的器官和辅助器具供电, 使之能长期正常工作, 如人造心脏或心脏起博器。70 年代发展起来的微型放射性同位
素热源温差电池为解决上述应用需要提供了解决方案。如由 Medronic 制造的心脏起博器, Pu-238 作核热源, 温差电器件为 Bi2Te3, 工作寿命为 85 年。现有市场上许多医疗设备都需持续性供电，但现有电池耗电速度快、持续成本高昂、一次性电池使用造成的环境污染严重。本产品利用人体生物能，为医疗设备持续性供电，解决残障人士、老幼群体、运动爱好者、边远地区人群等目标受众日常生活中的实际问题。
近年来，来自中国重庆大学计算机专业的刘森昊及其团队设计、研发的“StartNow 一触即发”，凭借独特的创新性和可持续性脱颖而出，摘得 2020 年中国大陆地区戴森设计大奖冠军。他们利用人体与外界温差发电，解决可穿戴设备的供电问题。获奖作品主打一款新型柔性高效热电发电器，能够自行充电，高效发电，长时间续航，大幅节省设备功耗，与相关技术对比单位功率成本降低约为 51.56%，同时降低废弃一次性电池带来的环境污染。
3. 国内市场。目前国内没有专门公司生产和可穿戴热电发电器相关的产品。
经济效益分析：
1. 生产规模预测
预计起始的生产规模 100 个/工作日，随着订单的增加和生产流水线的自动化程度的提高，生产规模可以呈 10-100 倍的产量提高。
2. 成本与利润分析
发电模块的成本主要热电臂材料和组装加工上，一个包含 127 对热电臂，体积为 40x40x3.8mm 的成品发电模块的价格为 35 元，与之相匹配的制冷模块40x40x20mm 相变材料的成本大体在 10 元左右。本成品 40x40x25mm 的为优化的输出功率可达 0.5-1.6 微瓦，开路电压可达 80mV，预售价格可定在 100 元左右，去除人工、磨损、废器件等开销，预计单个利润可达 10％-20％。
3. 社会效益分析
3.1 本产品将人体低品位余热转化为可用电能，并可以持续作为部分微型器件的能量来源。
3.2 和电池相比，本产品稳定性高，无污染。
成果亮点：
1. 具有自主知识产权，研究成果已申请发明专利 1 项。
2. 成果来源：颠覆性创新，教育部基本科研业务费项目和国家重点研发计划“国家质量基础的共性技术研究与应用”重点专项项目“新型功能材料关键特性参数计量标准研究”项目。
3. 技术先进性：国际领先/国际先进/国内领先/国内先进,及概括描述成果核心技术的先进性。
黄教授
