电可以说是人类有史以来最伟大的发现, 它构成了我们现代一切生活的基础. 现在的地球, 即便是瞬间的世界性断电, 其后果也是难以想象的. 因此, 随着电器越来越多地被发明出来, 人类对电力的需求也日益旺盛.
为此, 人类为了发电, 几乎已经试遍了任何能产生能量的方法. 物质燃烧, 水能, 风能, 太阳能甚至是核能, 总装机容量一再突破极限, 年发电量也节节攀高. 但即便如此, 全球仍然有20%左右的人口无电可用.
于是越来越多的人开始探索更新的发电方式, 达到充分利用各种能量来发电的目的. 比如今天我们要讨论的话题: 人体发电.
动起来不仅让你健康, 还能让你电力四射
人每天都要动, 无论是走路, 工作, 运动, 只要动, 就会有轻微的电力产生. 一个人产生的能量微不足道, 但是地球上70亿人即便仅仅是走路, 其产生的能量也将会是一笔可观的电力. 于是, 有人真的想出了利用人们走路来发电的方法.
目前公路两旁的路灯有相当一部分是利用太阳能的电力支持, 但是拉斯维加斯的boulder广场的腰椎间盘却特别突出.
一家名叫engoplanet的公司为其研发了一款清洁能源的路灯, 其连接着装有三个迷你发电器的的踏板. 每次有人走上这个踏板的时候, 就会产生5瓦左右的电量, 然后就被输送到了电池中去.
而拉斯维加斯却并不是这项技术的首要投放地点. 在之前, 英国就已经把这种踏板投放到了商超之中. 试想一下如果这项技术非常成熟, 那对人类的电能该是多么大的贡献.
人轻轻走路就能够产生电量, 那么如果投放到体育比赛的场地中呢?
比如已经开幕的世界杯, 每张草皮下都装一块; NBA所有的球队场馆地板都换成可发电地板, 不仅运动员跑能发电, 篮球砸在地上也能发电; 又比如百米冲刺, 每个人的赛道重点都放一灯泡, 跑得越快, 瞬间发电量越大, 灯泡就越亮.
所以, 自然而然就有人提出了利用运动来发电. 美国的一家健身房就利用人们健身的时候产生的能量来为场馆提供照明所需的全部电力.
据说, 这种健身发电机如果20个人每天使用4个小时, 一个月就能生产300多千瓦的电力.
并且, 你一边健身, 一边还能看见自己健身所创造的电量在一点一点增长, 那健身的斗志是不是就会越来越旺盛呢? 环保人士一定会非常喜欢这个发明.
这两种利用人类自身的运动来发电的方式中, 健身发电是被讨论得最多的. 因为健身是一项释放能量最大而又拥有庞大群体的一项内容, 并且要实现对这些能量的搜集也并不是什么大问题. 然而现实当中却并没有得到广泛应用.
其最主要的原因应该是成本与回报的比例问题. 按照20个人一个月产生300千瓦的电力来说, 每台机器一个月也就产生15千瓦的电量, 假如每千瓦电费是5毛钱, 一个月发出来7.5元的电……而实际企业卖电要更便宜.
那么, 企业真的要破产的时候也回不了本了.
即便它很环保很有效果, 但对企业来讲, 利润是首位的. 所以, 用它来单纯地作为发电之用, 除非成本降得很低. 而现在更多地则是提供给B端客户供节约成本之用了.
既然人体外部运动发电的价值非常有限, 那要不要用血液什么的试一试?
发烧的人可能做别的不行, 但发电行
相较于跑步, 走路之类的看得见的力量来发电, 利用人体内部的组织来发电就显得高科技多了. 有人可能怎么也想不明白: 人身体里面密不透风连点儿空气都没有, 上哪儿发电? 用啥发电?
科学家们有的是办法. 接下来我们就简单介绍几种.
血液发电. 俄罗斯有一位疯狂的艺术家德米特里做了一个发电装置, 来为自己的音乐会提供所需电力. 那这个发电装置是由什么来驱动的呢? 是血液.
德米特里分批次从自己身上抽了总计4.5升的血来维持装置的运行. 但这就是我们要说的血液发电吗? 当然不是.
目前的血液发电主要有两种方式, 一种是利用血液自身的流动来发电. 复旦大学就将直径为0.8毫米的纤维植入人的血管中, 然后从流动的血液中获取能量.
其把纤维插入纳米管, 然后在纳米管的两端连接一根铜线. 在血液流过的时候, 其就能够产生电.
与血液流动不同, 日本科学家们则采用了生化方式. 其研制出了一种利用血液中的糖分来发电的燃料电池. 在电池上涂上分解血液中葡萄糖的酶, 葡萄糖在被分解之后会产生电子, 从而产生电流.
这种电池的优点是显而易见的, 只要人活着, 它就一直都有电.
肌肉运动发电. 人体能够产生的最大能量来自肌肉, 那么肌肉发电自然也成为了被关注的重点. 德国的卡尔斯鲁厄理工学院的科学家们就研发了两种利用肌肉发电的方式.
一种是在下肢上绑定一个发电机, 其能够利用移动磁铁和线圈组成的感应来发电. 通过感应人体重心的变化, 磁铁不断移动, 然后产生电量.
另一种方式则是在鞋里面装个液垫, 通过行走液体会不断流动, 由此而在软管内形成液压泵. 在反复的运动中, 电力就产生了.
体热发电. 物理中有一个泽贝克效应, 具体来讲就是两种不同的金属连接起来构成一个闭合回路时, 如果两个连接点的温度不一样, 就能产生微小的电压. 温差越大, 产生的电压也就越大.
人是恒温动物, 在正常情况下人体和空气中都会有一个温度差. 那么, 这种温度差就为电流的产生提供了条件. 如果在皮肤的表面粘上一个微型发电机的话, 电路中就会有电流出现.
一款名为Lumen的体温手电筒就已经被发明出来了. 人体通过触摸Lumen可以产生15毫安的电流, 而这就已经足够电量LED灯泡了.
由此我们可以想象的场景是, 人体冬天发电比夏天多, 山顶发电比山脚多, 发烧的人发电比正常人多……以后人要是发烧的话就不必难过了, 可能别人手机没电了的时候, 你还可以因为发烧而给手机提供更多的电力……
此外, 还有眼泪发电, 汗液发电, 尿液发电, 头发发电, 耳膜发电等等等等, 可以说为了发电, 人类已经被摸遍了全身.
但同样有人可能会问了: 这些发电方式所产生的电量加起来也可能不如一个跑步机产生的多, 它们真的有必要费尽心思地研发出来吗?
我要给一个肯定的回答: 有.
要什么自行车? 我要做自己的移动电源
利用人体发电能够解决的第一个问题, 就是体内植入设备的充电问题.
目前盛行在人体内植入对人类健康进行检测的微电子系统, 其能够实现全天候地检测和报告人的生理, 病例水平, 从而发出相应的指令, 来为人们人体的疾病提供预警.
那么, 利用血液发电的升华电池可以说完美解决了该电子系统的用电问题.
并且, 在心脏起搏器, 胰岛素泵, 各种植入类芯片的电力提供上, 其也将能提供巨大的帮助. 至少不用开刀.
最主要的是, 这些植入人体的设备本身体积微小, 其并不需要太多的电力来维持运转. 利用人体自身提供电力支持, 是再好不过的了.
人体发电的另一种可能, 则是把人变成一个活体的移动充电宝. 虽然一个装置的发电量很少, 但是如果人类能够克服各种困难, 在不损害身体健康的情况下把各种发电手段都植入到人体, 那也必将得到一个可观的电量总和.
这些电量可能解决你的手机, 手表, 电子烟等设备的充电问题, 从此移动充电宝就将被放置到历史的陈列柜里.
但是这两点都面临着一个共同的问题: 电力传输. 怎样才能把利用血液发的电输送到心脏起搏器或胰岛素泵呢? 在这个过程中电流又是否会对人的健康造成影响?
而对第二个问题来说, 要想把体内的电量传输到体外, 总不能在人身上插一根电线来导出吧, 那样看着毕竟有点奇怪. 那么, 无线充电的技术就必须要实现一个蓬勃大发展才行.
看起来人体发电似乎是一件遥远的事情, 但它又真真切切地发生在了这个神奇的世界. 在被证明了这些方式确实能够搜集到电流并且存储的之后, 我们就可以说, 我们可以做到.
正如人类是从襁褓走向成人, 人体发电技术也只是正处于襁褓之中. 未来虽不可知, 但对技术永远保持信任, 应该是人们永恒的热情.
毕竟, 现在的充电宝实在太沉了.
