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未来人体将成为生物燃料电池的燃料来源

点击次数: 更新时间:2015-11-18 13:11:18【打印】【关闭】


人与科技的关系一直密切相关,未来不久即将进一步缩小。下一代的电子设备可能不仅仅是贴近我们的身体那么简单,它们可以通过人体来供电。

可以从人体的几方面来产生电源:
1、运动 --- 是利用动能转化为电能的原理;我们每天都会走路。我们身体中的能量除了需要为我们身体中的细胞提供外,大部分的能量都用于供给肌肉的运动、心脏的跳动以及人体的呼吸上(我相信你肯定会赞同这一观点的,因为这些都是非常重要的事情)。自行车发电机或发条手电筒这两个发明,都是在将这一动能转化为电能。其中最先进的当属在2013年由中美合作研究团队发明的一种合成橡胶基压电纤维,这一材料仅需使用人类运动所产生的动能就能够产生电能。当志愿者穿上一块这种面料制成的鞋垫走路时,所产生的电力足够点亮30个LED。更令人兴奋的是,当把这一织物贴在衬衫上后走路,产生的电量甚至能够为锂离子电池充电一个小时!


2、热量 ---利用热能转化成电能的原理;采用新型智能面料,利用我们人体产生的充沛热气,通过热差生成电荷,从而实现将热量转化成电能。

3、血液---化学能源转化成电能原理;基于酶的生物燃料电池(EFCS),可通过这种电池在发电体液中分解能源丰富的化学成分来获得电量,血液似乎是发电体液中毋庸置疑的王者。但是这个需要开刀动手术将EFCS植入到人体中,这个在未来将是研究的重点挑战。

4、汗液---挖掘体内的化学燃料而又不会用到手术刀的方式之一就是通过我们的毛孔。人体汗液中含有丰富的被称为乳酸化合物的物质,它也可用于使EFCS发电,能够作为替换它们的葡萄糖的燃料。和血液发电相比,用汗作为电源有一个明显的缺陷:大多数人并不会出非常多的汗,也不会非常频繁的出汗。目前比较成功的研发案例,就是把EFC纳入耐磨的纺织汗带。志愿者穿着它骑上自行车进行锻炼,骑车人的汗水成功通过该设备让燃料电池发电。此时,汗液产生了足够的电力来同时运行两个电子装置——LED灯和数字手表——运行了几十秒钟。

4、眼泪---基底眼泪还含有葡萄糖、乳酸盐和抗坏血酸等成分,单拿出来其中的任何一个成分都能作为EFCS的很好的燃料来源。如果一个自给型燃料电池可以集成到隐形眼镜中的话,这个潜在的技术的应用简直可以说是科技界的大革命。就像Google Glass那样,可以感知到眼睛所处的不同位置而改变眼睛正在接触的透镜部分的焦距,甚至直接显示出动态信息。


生物动力燃料电池仍然是一个新兴的技术,具有着不确定性。即使是最复杂的设备也只有几个月的操作寿命。为了使EFCS成为一个可行的替代电池,研究人员必须克服许多障碍,例如,设法防止设备内酶的自然降解(这对于EFCS是一个严重的问题),并提高其电极的耐腐蚀性。这些技术可能仍然需要一段较长时间完善后,才能够成为我们身体的小帮手,例如帮助我们调节心律或者作为医疗助听器等。