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美研制出將人體運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電力裝置,走路可生電
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【世界機(jī)械網(wǎng)】 時(shí)間：2011-09-19 來源：本站整理 【收藏本頁】
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只要你處于運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，無論是散步還是慢跑，電流都會(huì)源源不斷地產(chǎn)生。據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)日前報(bào)道，美國威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校的研究人員日前就設(shè)計(jì)出了一種能夠?qū)⑷梭w運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電力的發(fā)電裝置。有了這種發(fā)電裝置后，手機(jī)等移動(dòng)電子設(shè)備因電池耗盡而自動(dòng)關(guān)機(jī)的情況或?qū)拇私^跡。
人體是個(gè)能量寶庫
據(jù)負(fù)責(zé)該項(xiàng)研究的湯姆·克魯彭金和·阿什利·泰勒介紹，人體可以說是一個(gè)非常豐富的能量寶庫。一個(gè)人走一步就能產(chǎn)生6瓦到8瓦的電能，而如果是短跑沖刺的話，產(chǎn)生的能量則大約相當(dāng)于1千瓦的電力。此外，人體的體溫、呼吸、心跳、脈搏甚至血液流動(dòng)都能夠被轉(zhuǎn)化為電能。只要將其中一小部分高效利用就足以滿足諸如手機(jī)、平板電腦、MP3這些便攜電子設(shè)備的用電需求。
克魯彭金說：“一直以來，我們都不缺能量，缺的是能將其轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)和設(shè)備。”目前使用較多的能量捕獲技術(shù)，大都用在如風(fēng)力或太陽能發(fā)電這樣的大功率發(fā)電裝置或如計(jì)算器、手表、傳感器這樣的小型裝置上，而處于兩者中間的、滿足便攜式電子設(shè)備用電需求的能量捕獲裝置卻幾乎是一片空白。雖然太陽能光電轉(zhuǎn)化技術(shù)在便攜設(shè)備中被廣泛采用，但直接的陽光照射并不如人體運(yùn)動(dòng)那樣易得、方便，因此，這項(xiàng)能將人體機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)將是一項(xiàng)極有意義的嘗試。
走路生電即將成真
這項(xiàng)發(fā)表在《自然·通訊》雜志上的研究，描述了一種新型的微流體發(fā)電技術(shù)。該裝置由成千上萬個(gè)微小液滴和一種新型的納米襯底組成，當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)等機(jī)械能使液滴形狀發(fā)生改變后，在這種特制的納米襯底表面就能形成一定的電流。據(jù)研究人員稱，如果將該裝置嵌入鞋中，就能把行走時(shí)候產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為20瓦的電力，這已足夠?yàn)橐苿?dòng)電子設(shè)備供電。不同于傳統(tǒng)電池，這種能源捕獲裝置完全不需要充電，只要你運(yùn)動(dòng)它就能產(chǎn)生新的能源。威斯康星大學(xué)研究小組還建議給這種發(fā)電鞋子配備無線傳輸和充電裝置，以便讓該發(fā)電裝置的使用更為靈活。
如果該技術(shù)成功獲得應(yīng)用，將有望大幅降低我們對(duì)電池的依賴，手機(jī)等移動(dòng)電子設(shè)備因電池耗盡而自動(dòng)關(guān)機(jī)的情況或?qū)⒊蔀闅v史。
永不斷電并非難事
克魯彭金和泰勒說，他們是在看到移動(dòng)設(shè)備的電池在工作中的嚴(yán)重局限性后，才萌生研發(fā)這種技術(shù)的想法。相信絕大多數(shù)手機(jī)和筆記本電腦用戶都遇到過因電池電量耗盡而自動(dòng)關(guān)機(jī)、無法使用的窘境。在很大程度上，移動(dòng)電子設(shè)備對(duì)電池的依賴大大限制了其使用效率和用戶體驗(yàn)。更重要的是，如果這些便攜式設(shè)備被帶到用電不便的偏遠(yuǎn)地區(qū)，充電也會(huì)變成一件讓人頭痛的事情。
類似的問題在部隊(duì)和執(zhí)法人員當(dāng)中更為突出。例如，對(duì)裝備大量電子設(shè)備的現(xiàn)代單兵而言，為了給筆記本電腦、通訊設(shè)備和夜視儀等設(shè)備供電，他們所攜帶的電池的重量就將近10公斤。這不僅占用了寶貴的空間，也為運(yùn)輸和行軍帶來了不便。在新技術(shù)的幫助下，這一狀況將有望獲得徹底改變。新型發(fā)電裝置不但會(huì)使移動(dòng)電子設(shè)備獲得更長(zhǎng)的使用時(shí)間，還將使它們?cè)谕庑紊细鼮檩p薄，使用上更為方便。
研究人員稱，盡管該裝置目前還不大可能全部取代電池，但他們相信，這項(xiàng)技術(shù)至少能在減輕電池重量和成本以及由此產(chǎn)生的污染和其他問題上發(fā)揮作用。克魯彭金和泰勒為此成立了一家名為InStep Nanopower的公司，該技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用和推廣工作也已陸續(xù)展開。
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