總之,人體就是一臺多功能發電機。在日常生活中會產生很多能量,用于肢體運動、維持體溫、體內循環等,這些多種多樣的能量基本沒被使用過,就直接流失了。
比如機械能,一個人走一步就能產生6~8瓦的電能。美國麻省理工學院的兩名研究生曾經設計了一種地板,在人流集中的地方收集走路、跳舞以及跳躍等運動產生的機械能,將其轉化成電能。他們稱之為“人群電場”。根據實驗,人群加在一起走三萬步產生的電力,就足以推動一輛火車移動一秒。
再比如熱能,人體的能量每時每刻都在以熱量的形式流失,即使只是坐著閱讀一篇文章,流失的熱量也有100瓦,運動越激烈,流失的能量越多。據測算,一個體重50公斤的人一晝夜所消耗的熱量約2500千卡,若將這些熱量收集起來,可將50公斤的水從0℃加熱到50℃。美國新澤西州電信電話公司設計建造了一座新穎的辦公大樓,利用樓內的能量收集置換裝置,將在大樓內工作的3000多名員工所散發的熱量收集起來并置換為電能,用于照明、電腦辦公,甚至調節室內溫度,使之保持在18~ 29℃之間。
另外,還有化學能,人體內種類繁多的化學物質和微生物。它們的能量屬于化學能。
很多問題有待解決
但是,用人體能量發電目前存在三個問題:,不穩定。能發多少電,發多長時間的電都是隨機的,很難支持連續用電。第二,電力弱。單個人體能產生的電力總量很小,使用范圍有限。第三,收集難。如何將人體產生的電力收集使用,不是連根電線那么簡單。用人體發電大的難題在于,如何不妨礙日常活動和身體健康。這一點不論對機械能、熱能還是化學能都是關鍵。
比如用熱能發電。1998年,日本精工手表公司就曾研制出一款不需要電池的手表,依靠從手腕皮膚吸收幾微瓦熱量就能自行運轉,原理就是熱電效應。手表中的發電裝置,一邊貼著人體,另一邊接觸外界。人體的恒定溫度一般在37℃左右,外界的自然溫度在一般情況下總是與人體溫度有差異。這款手表就是利用人體與外界的溫差來提供能量。但其外形笨重、價格昂貴,再加上人體周身皮膚的溫度輸出功率很小,難以達到實際應用水平,因此精工公司至今也沒有將這款手表投入商業生產。
想用人體的化學能發電,需要使用人體內的葡萄糖或微生物等原料。以葡萄糖為例,葡萄糖廣泛存在于各種食物中,是人體活動所需能量的重要來源,有研究表明,人體每天攝入的食物所產生的能量相當于1000節AA電池。2005年,日本曾經開發出一種新型電池,利用血液中的糖分作為燃料來發電。這種電池的電極上涂有酶,可以分解血液中的葡萄糖。葡萄糖分解后,電子在電池兩極之間移動,從而產生電流。利用1分大小的電極可以得到0.2毫瓦的電量。
這種電池的實驗原理很簡單。但是想真正用到人體內,則很難。首先,產電量很弱。其次,對人體是否安全還很難說。所以相比較而言,在人體的機械能、熱能和化學能發電的設想中,化學能目前是難也需要謹慎操作的。
有科學研究認為,一個人一生中至少有1/3以上的能量被白白浪費掉,全有60多億人口,如果能將這部分能量開發,用來發電,就相當于建造了10座百萬千瓦級的核電站。也許將來會有一天,這種設想會變成現實。
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