美研制出将人体运动转化为电力的装置
时间:2011-09-16 15:08 来源:科技日报
只要你处于运动当中，无论是散步还是慢跑，电流都会源源不断地产生。
据美国物理学家组织网日前报道，美国威斯康辛大学麦迪逊分校的研究人员日前就设计出了一种能够将人体运动转化为电力的发电装置。有了这种发电装置后，手机等移动电子设备因电池耗尽而自动关机的情况或将从此绝迹。
人体是个能量宝库
据负责该项研究的汤姆·克鲁彭金和·阿什利·泰勒介绍，人体可以说是一个非常丰富的能量宝库。一个人走一步就能产生6瓦到8瓦的电能，而如果是短跑冲刺的话，产生的能量则大约相当于1千瓦的电力。此外，人体的体温、呼吸、心跳、脉搏甚至血液流动都能够被转化为电能。只要将其中一小部分高效利用就足以满足诸如手机、平板电脑、MP3这些便携电子设备的用电需求。
克鲁彭金说：“一直以来，我们都不缺能量，缺的是能将其转化为电能的技术和设备。”目前使用较多的能量捕获技术，大都用在如风力或太阳能发电这样的大功率发电装置或如计算器、手表、传感器这样的小型装置上，而处于两者中间的、满足便携式电子设备用电需求的能量捕获装置却几乎是一片空白。虽然太阳能光电转化技术在便携设备中被广泛采用，但直接的阳光照射并不如人体运动那样易得、方便，因此，这项能将人体机械能转化为电能的技术将是一项极有意义的尝试。
走路生电即将成真
这项发表在《自然·通讯》杂志上的研究，描述了一种新型的微流体发电技术。该装置由成千上万个微小液滴和一种新型的纳米衬底组成，当人体运动等机械能使液滴形状发生改变后，在这种特制的纳米衬底表面就能形成一定的电流。据研究人员称，如果将该装置嵌入鞋中，就能把行走时候产生的机械能转化为20瓦的电力，这已足够为移动电子设备供电。不同于传统电池，这种能源捕获装置完全不需要充电，只要你运动它就能产生新的能源。威斯康星大学研究小组还建议给这种发电鞋子配备无线传输和充电装置，以便让该发电装置的使用更为灵活。
如果该技术成功获得应用，将有望大幅降低我们对电池的依赖，手机等移动电子设备因电池耗尽而自动关机的情况或将成为历史。
永不断电并非难事
克鲁彭金和泰勒说，他们是在看到移动设备的电池在工作中的严重局限性后，才萌生研发这种技术的想法。相信绝大多数手机和笔记本电脑用户都遇到过因电池电量耗尽而自动关机、无法使用的窘境。在很大程度上，移动电子设备对电池的依赖大大限制了其使用效率和用户体验。更重要的是，如果这些便携式设备被带到用电不便的偏远地区，充电也会变成一件让人头痛的事情。
类似的问题在部队和执法人员当中更为突出。例如，对装备大量电子设备的现代单兵而言，为了给笔记本电脑、通讯设备和夜视仪等设备供电，他们所携带的电池的重量就将近10公斤。这不仅占用了宝贵的空间，也为运输和行军带来了不便。在新技术的帮助下，这一状况将有望获得彻底改变。新型发电装置不但会使移动电子设备获得更长的使用时间，还将使它们在外形上更为轻薄，使用上更为方便。
研究人员称，尽管该装置目前还不大可能全部取代电池，但他们相信，这项技术至少能在减轻电池重量和成本以及由此产生的污染和其他问题上发挥作用。克鲁彭金和泰勒为此成立了一家名为InStep Nanopower的公司，该技术的商业化应用和推广工作也已陆续展开。