電可以說是人類有史以來最偉大的發現, 它構成了我們現代一切生活的基礎. 現在的地球, 即便是瞬間的世界性斷電, 其後果也是難以想象的. 因此, 隨著電器越來越多地被發明出來, 人類對電力的需求也日益旺盛.
為此, 人類為了發電, 幾乎已經試遍了任何能產生能量的方法. 物質燃燒, 水能, 風能, 太陽能甚至是核能, 總裝機容量一再突破極限, 年發電量也節節攀高. 但即便如此, 全球仍然有20%左右的人口無電可用.
於是越來越多的人開始探索更新的發電方式, 達到充分利用各種能量來發電的目的. 比如今天我們要討論的話題: 人體發電.
動起來不僅讓你健康, 還能讓你電力四射
人每天都要動, 無論是走路, 工作, 運動, 只要動, 就會有輕微的電力產生. 一個人產生的能量微不足道, 但是地球上70億人即便僅僅是走路, 其產生的能量也將會是一筆可觀的電力. 於是, 有人真的想出了利用人們走路來發電的方法.
目前公路兩旁的路燈有相當一部分是利用太陽能的電力支援, 但是拉斯維加斯的boulder廣場的腰椎間盤卻特別突出.
一家名叫engoplanet的公司為其研發了一款清潔能源的路燈, 其連接著裝有三個迷你發電器的的踏板. 每次有人走上這個踏板的時候, 就會產生5瓦左右的電量, 然後就被輸送到了電池中去.
而拉斯維加斯卻並不是這項技術的首要投放地點. 在之前, 英國就已經把這種踏板投放到了商超之中. 試想一下如果這項技術非常成熟, 那對人類的電能該是多麼大的貢獻.
人輕輕走路就能夠產生電量, 那麼如果投放到體育比賽的場地中呢?
比如已經開幕的世界盃, 每張草皮下都裝一塊; NBA所有的球隊場館地板都換成可發電地板, 不僅運動員跑能發電, 籃球砸在地上也能發電; 又比如百米衝刺, 每個人的賽道重點都放一燈泡, 跑得越快, 瞬間發電量越大, 燈泡就越亮.
所以, 自然而然就有人提出了利用運動來發電. 美國的一家健身房就利用人們健身的時候產生的能量來為場館提供照明所需的全部電力.
據說, 這種健身發電機如果20個人每天使用4個小時, 一個月就能生產300多千瓦的電力.
並且, 你一邊健身, 一邊還能看見自己健身所創造的電量在一點一點增長, 那健身的鬥志是不是就會越來越旺盛呢? 環保人士一定會非常喜歡這個發明.
這兩種利用人類自身的運動來發電的方式中, 健身發電是被討論得最多的. 因為健身是一項釋放能量最大而又擁有龐大群體的一項內容, 並且要實現對這些能量的搜集也並不是什麼大問題. 然而現實當中卻並沒有得到廣泛應用.
其最主要的原因應該是成本與回報的比例問題. 按照20個人一個月產生300千瓦的電力來說, 每台機器一個月也就產生15千瓦的電量, 假如每千瓦電費是5毛錢, 一個月發出來7.5元的電……而實際企業賣電要更便宜.
那麼, 企業真的要破產的時候也回不了本了.
即便它很環保很有效果, 但對企業來講, 利潤是首位的. 所以, 用它來單純地作為發電之用, 除非成本降得很低. 而現在更多地則是提供給B端客戶供節約成本之用了.
既然人體外部運動發電的價值非常有限, 那要不要用血液什麼的試一試?
發燒的人可能做別的不行, 但發電行
相較於跑步, 走路之類的看得見的力量來發電, 利用人體內部的組織來發電就顯得高科技多了. 有人可能怎麼也想不明白: 人身體裡面密不透風連點兒空氣都沒有, 上哪兒發電? 用啥發電?
科學家們有的是辦法. 接下來我們就簡單介紹幾種.
血液發電. 俄羅斯有一位瘋狂的藝術家德米特裡做了一個發電裝置, 來為自己的音樂會提供所需電力. 那這個發電裝置是由什麼來驅動的呢? 是血液.
德米特裡分批次從自己身上抽了總計4.5升的血來維持裝置的運行. 但這就是我們要說的血液發電嗎? 當然不是.
目前的血液發電主要有兩種方式, 一種是利用血液自身的流動來發電. 複旦大學就將直徑為0.8毫米的纖維植入人的血管中, 然後從流動的血液中獲取能量.
其把纖維插入納米管, 然後在納米管的兩端連接一根銅線. 在血液流過的時候, 其就能夠產生電.
與血液流動不同, 日本科學家們則採用了生化方式. 其研製出了一種利用血液中的糖分來發電的燃料電池. 在電池上塗上分解血液中葡萄糖的酶, 葡萄糖在被分解之後會產生電子, 從而產生電流.
這種電池的優點是顯而易見的, 只要人活著, 它就一直都有電.
肌肉運動發電. 人體能夠產生的最大能量來自肌肉, 那麼肌肉發電自然也成為了被關注的重點. 德國的卡爾斯魯厄理工學院的科學家們就研發了兩種利用肌肉發電的方式.
一種是在下肢上綁定一個發電機, 其能夠利用移動磁鐵和線圈組成的感應來發電. 通過感應人體重心的變化, 磁鐵不斷移動, 然後產生電量.
另一種方式則是在鞋裡面裝個液墊, 通過行走液體會不斷流動, 由此而在軟管內形成液壓泵. 在反覆的運動中, 電力就產生了.
體熱發電. 物理中有一個澤貝克效應, 具體來講就是兩種不同的金屬連接起來構成一個閉合迴路時, 如果兩個連接點的溫度不一樣, 就能產生微小的電壓. 溫差越大, 產生的電壓也就越大.
人是恒溫動物, 在正常情況下人體和空氣中都會有一個溫度差. 那麼, 這種溫度差就為電流的產生提供了條件. 如果在皮膚的表面粘上一個微型發電機的話, 電路中就會有電流出現.
一款名為Lumen的體溫手電筒就已經被發明出來了. 人體通過觸摸Lumen可以產生15毫安的電流, 而這就已經足夠電量LED燈泡了.
由此我們可以想象的場景是, 人體冬天發電比夏天多, 山頂發電比山腳多, 發燒的人發電比正常人多……以後人要是發燒的話就不必難過了, 可能別人手機沒電了的時候, 你還可以因為發燒而給手機提供更多的電力……
此外, 還有眼淚發電, 汗液發電, 尿液發電, 頭髮發電, 耳膜發電等等等等, 可以說為了發電, 人類已經被摸遍了全身.
但同樣有人可能會問了: 這些發電方式所產生的電量加起來也可能不如一個跑步機產生的多, 它們真的有必要費盡心思地研發出來嗎?
我要給一個肯定的回答: 有.
要什麼單車? 我要做自己的移動電源
利用人體發電能夠解決的第一個問題, 就是體內植入設備的充電問題.
目前盛行在人體內植入對人類健康進行檢測的微電子系統, 其能夠實現全天候地檢測和報告人的生理, 病例水平, 從而發出相應的指令, 來為人們人體的疾病提供預警.
那麼, 利用血液發電的升華電池可以說完美解決了該電子系統的用電問題.
並且, 在心臟起搏器, 胰島素泵, 各種植入類晶片的電力提供上, 其也將能提供巨大的幫助. 至少不用開刀.
最主要的是, 這些植入人體的設備本身體積微小, 其並不需要太多的電力來維持運轉. 利用人體自身提供電力支援, 是再好不過的了.
人體發電的另一種可能, 則是把人變成一個活體的移動充電寶. 雖然一個裝置的發電量很少, 但是如果人類能夠克服各種困難, 在不損害身體健康的情況下把各種發電手段都植入到人體, 那也必將得到一個可觀的電量總和.
這些電量可能解決你的手機, 手錶, 電子煙等設備的充電問題, 從此移動充電寶就將被放置到曆史的陳列櫃裡.
但是這兩點都面臨著一個共同的問題: 電力傳輸. 怎樣才能把利用血液發的電輸送到心臟起搏器或胰島素泵呢? 在這個過程中電流又是否會對人的健康造成影響?
而對第二個問題來說, 要想把體內的電量傳輸到體外, 總不能在人身上插一根電線來導出吧, 那樣看著畢竟有點奇怪. 那麼, 無線充電的技術就必須要實現一個蓬勃大發展才行.
看起來人體發電似乎是一件遙遠的事情, 但它又真真切切地發生在了這個神奇的世界. 在被證明了這些方式確實能夠搜集到電流並且存儲的之後, 我們就可以說, 我們可以做到.
正如人類是從繈褓走向成人, 人體發電技術也只是正處於繈褓之中. 未來雖不可知, 但對技術永遠保持信任, 應該是人們永恒的熱情.
畢竟, 現在的充電寶實在太沉了.
