體熱發電：晃動手臂即可給手機充電

材料牛注：未來似乎不僅僅是屬于智能設備的，而且是可穿戴智能設備的。但問題是，這些設備需要經常充電，所以就不太方便了。那么能不能用人體的熱量來發電呢？

人體無時不刻都在產生能量以供正常運轉，但是電子器件卻無法自給自足，總是面臨沒電的處境。于是科學家們開動腦筋，嘗試讓人體這座大發電站也為電子設備供能。例如，運動產生的動能可以集中起來給電池充電，助力沙場出奇功；體熱發電機（TEG）可以汲取體熱的能量給手電筒或可穿戴設備供電。現在，北卡羅萊納州立大學(NCSU)的研究人員發明了一種新型可穿戴式體熱發電裝置，比傳統的TEG更輕、更舒適、更高效。

TEG利用穿戴者的皮膚與空氣之間的溫度差來獲取能量，雖然聽起來非常的高大上，但傳統的熱量接收器模塊都具有笨重、龐大的特點，其產電功率只有每平方米一微瓦(μW/cm2)左右。而NCSU研發的這款設備不僅發電效率最高可達到20 μW/cm2，佩戴方面還更小巧舒適。NCSU團隊將體熱發電裝置嵌入到T恤和臂章里，充分占據體熱發電的重要位置。

NCSU團隊改良的這款TEG很小——只有1平方厘米(0.15平方英寸)大小，2毫米(0.08英寸)厚， 具有可折疊的特性，可以像貼紙一樣貼在皮膚表面，或者內嵌在衣服里面。在工作時，其熱傳導層直接和皮膚接觸并從中吸收熱量。為了防止熱量逸散，研究團隊還加入了特制的多層高分子聚合物薄膜，使得同一層逸散熱量能被另外一層的熱傳導薄膜吸收。和普通的穿戴TEG一樣，這款設備產生的電量其實并不多，但是卻足以運行諸如心率檢測器等低功率的穿戴設備。

團隊成員Daryoosh Vashaee介紹：“我們的終極目標是將可穿戴技術運用在長期健康檢測上，比如心率追蹤、體格指標測量以及環境監測(有助于預防哮喘病)。要想實現這個目標，首先得使設備不再受限于電池續航，我們研發的這項技術就使得這個設想變得現實了很多。”

研究人員表示，佩戴在手腕上的TEG效果不盡如人意，因為接觸皮膚的表面積有限。嵌入到T恤上的體熱發電裝置效果非常好，在正常情況下，發電功率為6μW / cm2，而在佩戴者運動時，會高達16μW / cm2。嵌入到臂章上TEG收獲了更優良的效果，因為手臂是身體之中產熱最多的部位，特別是當運動時，該部位的平均發電功率可以達到20μW/cm2。

如果這項技術能夠投入市場，那么手機沒電也不用愁啦，晃晃手臂就能開始充電！

原文鏈接：Body heat-harvesting wearable ups electricity generation efficiency

文獻鏈接：Wearable thermoelectric generators for human body heat harvesting

本文由編輯部丁菲菲提供素材，孟令曉編譯，點我加入材料人編輯部。