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利用汗水来发电?科学家研发可从汗水中获取能量新设备

2021-07-14 15:41
IT之家
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IT之家 7 月 14 日消息 美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种可以从指尖上的汗水中获取能量的新设备,甚至在睡觉时都可以进行发电。

这种设备像创可贴一样缠绕在手指尖上,将人类汗液中的化学物质转化为少量的电能。由于手指不断地产生汗液,因此该设备可以在佩戴者无需运动的情况下工作。

加州大学圣地亚哥分校的纳米工程教授 Joseph Wang 说:“通过利用指尖上的汗水--无论你在哪里或在做什么,它都会自然流出--这项技术在用户不付出任何努力的情况下提供了净能量。”

由于这个设备不需要佩戴者的任何物理输入就能工作,它“在使可穿戴设备对普通人来说更实用、更方便和更容易获得方面迈出了一步”,研究报告的共同作者、加州大学圣地亚哥分校纳米工程系博士生 Lu Yin 在一份声明中说。加州大学圣地亚哥分校的研究人员以前曾研究过将汗水转化为电能的临时纹身。

研究人员说,该设备有可能为工作在毫瓦范围内的低功率电子产品供电,如智能手表,但它还不适合持续为高性能电子产品供电,如智能手机。

Yin 说:“我们的目标是使这成为一个实用的设备。我们想表明,这不仅仅是另一个可以产生少量能量的很酷的东西,然后就这样了。我们实际上可以利用这些能量来为有用的电子产品供电,如传感器和显示器。”

每个人的指尖都有一千多个汗腺,可以产生比身体其他大部分部位多 100 到 1000 倍的汗液。不过,你可能很难注意到它们有多汗,因为汗水通常一出来就从指尖蒸发掉了,这个新设备在蒸发之前就将其收集起来。

IT之家了解到,该设备是一种名为生物燃料电池的能量收集器,由乳酸(一种溶解在汗液中的化合物)提供动力。从外观看,它是一条薄而柔软的带子,大小约为 1 平方厘米,可以像创可贴一样缠绕在指尖上,可长时间舒适佩戴。设备的材质是由碳纳米管材料制成的泡沫,同时还有一种有助于最大限度吸汗的水凝胶。

碳泡沫电极的衬垫紧贴手指,吸收汗水并将其转化为电能。电极上装有酶,可以触发汗液中的乳酸和氧分子之间的化学反应来发电。在电极下面是一个由压电材料制成的芯片,当受到挤压时,它会产生额外的电能。

当佩戴者流汗或按压手指时,电能被储存在一个小电容器中,并在需要时释放到其他设备。

一个受试者在指尖戴着该设备睡了 10 个小时,该设备收集了 400 毫焦耳的能量,这足以为一个电子手表(但不是智能手表)提供运行 24 小时的能量。研究人员指出,将设备捆绑在更多的指尖上会产生更多的能量。

此外,该设备还可读取身体维生素 C 水平和盐水溶液中的钠离子水平。

来源:IT之家

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