面向曲面热源的3D打印双向π结构热电发电机：逆向设计柔性架构实现高效能量收集

来自多领域合作的研究人员针对传统热电发电机(TEGs)在复杂曲面热源上热耗散效率低与贴合性差的问题，开展了基于逆向设计与3D打印技术的双向π结构(BDπ-structure)柔性热电发生器研究。通过开发新型光固化复合材料(导热系数0.213 W·m?1·K?1)和结构优化，实现比传统封装模块提升59.1%的功率输出，在正/负高斯曲率表面分别获得432.7%和253.2%的功率增强，为复杂几何热源的高效能量收集提供了创新解决方案。

　　

通过三维打印辅助的双向π结构热电发电机(TEGs)技术，研究人员实现了对曲面热源的高效能量采集。这种逆向设计的柔性架构通过机械-电耦合准则突破性地解决了急剧曲率过渡的适配难题。采用三维扫描与曲率分布分析的反向设计框架，针对目标热源几何形态定制化开发拓扑结构。同步研发的新型光固化复合材料具备增强的热导率(0.213 W·m^?1·K^?1)，经三维打印结构优化后较传统封装模块提升59.1%的功率输出。实验验证显示在正高斯曲率表面达到90.7%的贴合紧密度，负高斯曲率表面实现80.2%的贴合度，相应产生较未优化器件显著提升的功率输出（正曲率432.7%，负曲率253.2%）。该研究建立了涵盖材料创新、结构设计与系统集成的完整框架，显著推进了面向几何复杂热源的柔性热电采集技术发展。