【汗水發電】運動十分鐘 可供電半個鐘? 加州大學研發「可穿戴微電網」襯衫

【汗水發電】運動十分鐘 可供電半個鐘? 加州大學研發「可穿戴微電網」襯衫

Tech
ByEmily on 26 Mar 2021 Digital Editor

據《自然通訊》報導,加州大學聖地牙哥分校於近日成功研發出一款「可穿戴微電網」(Wearable Microgrid)襯衫,可以從人體收集和儲存能量,為小型電子設備供電。設備主要由三個主要部分組成:汗水驅動的生物燃料電池、運動驅動的摩擦發電機,以及儲能超級電容器。負責該研究的工程系學生指出,這項技術從社區微電網中汲取了靈感,就如城市微電網收集風能、太陽能等各種可再生能源一樣,可穿戴微電網可以從人體不同部位,通過汗水和運動來收集能量,同時又可以儲存能量。

汗水驅動的生物燃料電池放置於襯衫內胸部的位置,生物燃料電池內有酶,觸發人體汗水中的乳酸和氧分子之間的電子交換,從而產生電能。摩擦發電機則位於襯衫外的前臂外側和軀幹兩側靠近腰部的位置,通過人體行走或跑步時擺動手臂和軀幹,帶相反電荷的物質會互相摩擦來產生電能。至於放在襯衫外胸部位置的超級電容器,則將這些不同的電壓組合並調整至一個穩定的電壓。先暫時將兩個設備的能量儲存,然後再將電釋放到小型電子設備。

另外,每個可穿戴的微電網均提供了不同類型的電源。生物燃料電池提供連續的低電壓,而摩擦發電機則提供高電壓。兩者是互補的,加在一起可以彌補彼此的不足。整個系統運作的速度比只使用生物燃料電池快上兩倍,而使用壽命比只使用摩擦發電機長三倍。

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根據測試,在健身腳踏車上運動或跑步十分鐘,之後再休息20分鐘,設備就可以為LCD手錶或是小型電致變色顯示器充電30分鐘。不僅如此,可穿戴微電網的所有零件都是可以清洗的。設備由柔軟的材料連接,並且被印在襯衫上和有防水塗層覆蓋。只要不使用清潔劑,零件的性能都不會受重複彎曲、折疊或因在水中清洗而被影響。研究人員指,他們正研究以其他不同的渠道來收集能量,不只侷限於運動。或許在不久的將來,我們透過坐著或躺著,就可以成功製造電力。

Text by BusinessFocus Editorial

 

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