我們對能源的追求,除去採用先進的科學技術,獲得比傳統能源更便宜、更環保的大量能源以外,我們更需要特殊環境下有足夠的能源保障,這些都要靠科學技術來支撐。
如今,我們隨身攜帶的電子產品眾多,如手機、電腦等電子用品。我們經常外出遠行,可以帶一個充電寶之類的可攜式儲能裝置也能解決充電問題。時間一長,問題就來了。人們想到了很多利用能源的方式可以補充能源。利用太陽發電的太陽能,但沒有太陽怎麼辦;下雨的雨滴也要產生能量,可以加以利用,天不下雨又怎麼辦......後來人們想到了人的體溫也是能量之一,有生命就有體溫,有體溫就有能量,有能量就能加以利用。
利用體溫發電並能給隨身攜帶的電器充電的想法並不新鮮,我們很多人都想到過。但是,從技術上怎麼實現可是個難題。
溫差發電是一種基於新材料的薄膜電池,即「柔性、可裁剪碲化鉍/纖維素複合熱電薄膜電池」。採用熱溫差發電,變形能力強。它能適應人體表面複雜的曲率變化,完全貼合,保持與周圍環境的溫差,提高熱能轉換效率。它可以應用於低功耗微系統的供電技術,為智能穿戴設備的發展提供了翅膀。
中國科學院瀋陽金屬研究所開發出一種新材料,利用這種材料製作的薄膜電池,可以通過體溫發電。專家們首次將高性能碲化鉍熱電材料和低成本的纖維素紙與網絡結構相結合,製備出柔性、可裁剪的碲化鉍/纖維素複合熱電薄膜電池。這種新材料可以利用溫差發電。無論是身體溫度高於環境溫度,還是環境溫度高於人體溫度,都可以發電。
另外,俄羅斯國立理工大學研製出一種新的熱箱裝置,可以將熱量轉化為電能,可以利用人體體溫與環境溫度的差進行發電,並為各種電子設備充電。相關研究成果發表在《可再生能源》上。
我們知道,以前的同類設備不能為充電設備提供足夠的電力。俄羅斯學者首次利用金屬氧化物電極和水電解質研製出一種新型熱箱。與同類產品相比,該方案有助於提高電流,降低內阻,進一步提高功率。該大學基礎納米系統和高溫材料系的研究員伊戈爾·布爾梅斯特羅夫解釋說:「我們為熱箱設備設計的材料可以固定在衣服上,利用體溫和環境為電子設備提供動力,因為我們人體到周圍環境有溫度梯度。這種裝置還可以用於吸收工業設施、建築物和其他能源向環境排放的能量。
隨著大容量、低功耗晶片技術的發展,可穿戴智能電子產品越來越小型化和個性化,如智能手錶、谷歌眼鏡、醫療腰帶等外觀圖像。內核有許多計算機功能元件,可以用作手機、發送信息、拍照、記錄心率、步數、監測血壓等。這些智能電子裝置需要 能量保障,但又不能像現在一樣,隨身攜帶一個充電器。利用人體與環境的溫度差發電並為隨身電子裝置充電顯示更大優勢。
如果這一技術得以推廣,人們出行需要充電將更加方便,更多的能源會得到利用,對人類來說是個難得的好消息。