走路，跑步，骑自行车，甚至是呼吸、心跳，人其实每天都在产生能量。是不是能把我们的身体变成一座发电站，把我们的能量转化成电能？科学家已成功研制出一些能收集人体能量的技术。这些充满想象力的新型“发电”方式是否真的有效？它有哪些优势和弱势？记者特邀有关专家进行解读。

 

 

   　“发电”T恤：

　　最近，纳米技术研究者已经研发出了发电领带和发电T恤。美国佐治亚理工学院的一位华裔教授王中林主持了这项发明。

 

 

 

    　这个装置看上去和普通衣物没有什么区别，也一样可以折叠。但其秘密藏在布料的纤维中——它被涂上了一层很薄的纳米氧化锌材料。这看不见的发电设备，正是利用氧化锌纳米线的半导体特性来产生能量的。这种氧化锌纳米线的直径比头发还要细1000倍。放大来看，这些纤维有点像奶瓶刷排列在一起。当你穿上这种T恤走动，或者仅仅是来一阵风，衣服中毛刷一样的纳米纤维之间就会产生摩擦，从而产生电流。这种纤维预计每平方米可产生80毫瓦的电量，足够为一部小型ipod或者手机充电。王中林认为，这种发电设备相比其他设备更为灵活和便捷。

 

　　对于一些潮人而言，穿上这种T恤，不管能产生多少电流，已算是十足的拉风。但这种T恤有个致命的缺陷，就是脏了不能用水洗。

 

　　压电元件：

 

　　最近，美国密歇根大学的阿米尼·卡瑞密博士提出，用压电材料作为电能收集器，用在心脏起搏器上，相比传统的电池，未来可能会是更好的选择。目前的心脏起搏器虽然只消耗极少的电能，但起搏器的电池每使用几年后仍需要更换，这给病人带来不少麻烦。卡瑞密博士认为，如果用合适的压电材料，从心脏跳动、胸腔振动中收集到电能并储存下来，这些电能可以带动心脏起搏器终生运转。日前，在洛杉矶美国心脏协会的一次演讲中，他展示了一个用压电陶瓷制成的压电元件，厚度只有0.01英寸。他介绍说，这个压电元件通过胸腔生理振动收集到的电能，已经达到了普通带动心脏起搏器电池的10倍。卡瑞密博士的演讲让不少人欢欣鼓舞，浮想联翩。

 

 

   　能发电的鞋：有望为ipad充电 

　　把人走路时产生的机械能转化为电能，英国有科研人员开发出此类电能收集装备。英国纽卡斯尔大学米歇尔·珀兹博士发明了一种能为卫星导航设备充电的小装置。它可以固定在膝盖上，外部是指环状的环，内里是轴状，戴着这个装置的人走动时，会带动外环旋转，当达到一定的转速时，就可以激发出电流。

 

　　英国布里斯托尔大学的斯蒂夫·巴柔思博士则巧妙利用了我们走路时脚后跟一抬一压的规律运动，设计了安装在鞋底的压电收集装置。每只脚的踩踏大约能产生两瓦的电量。科学家希望这些装置未来可以给诸如手机、ipad这类移动电子设备充电。但要想真正用起来，恐怕还需要等待若干年时间。

 

　　“发电砖”：

 

　　相比上面这些离实际应用还有些距离的发明，英国一家公司已开始利用压电材料制成铺路砖，为路面提供照明。这一发明已经被伦敦奥运会组委会采纳，用在当时奥运会一个交通运输中心的过道里。

 

　　据报道，这种特殊的铺路砖是由英国拉夫堡大学26岁的工业设计师劳伦斯·凯博·库克设计出来的。说是“砖”，其实材料取自废旧的轮胎。当这些“铺路砖”被人踩踏时会受压下降5毫米。但这区区5毫米的下降，就能将踩踏时产生的动能转化成电能，从而点亮铺路砖表面安装的电灯。如果铺了这种“砖”的路面走的人很多，多出来的电能就会被储存在电池中，可以用于其他电灯照明，或是用作路面的信息指示、引导标示的夜间照明。路人也许还可以利用这些储备电能来给自己的移动设备充电。如果这种铺路材料被安装在诸如市中心、机场、火车站这类人流、车流较多的地段，就能够全天候收集电量。不过这种电量收集装置的效率可能比不上太阳能。专家估算，要差不多超过一千万次踩踏，收集起来的电量才能供应一条走道8小时的照明电量。

 

　　人体发电目前仍应用有限

　　华南理工大学材料学院卢振亚教授在接受本报专访时表示，压电材料的特殊之处是既可以将电能转化为机械振动，也可以将机械振动能量转换成电能。用压电材料研制结构特殊的压电元件收集电能，世界各地不乏正在进行尝试的科研人员。从目前的成果来看，这些利用压电元件收集来的能量，可以为一些有微小功率需求的特殊设备提供一定的电源。“比如高速公路的夜间路面指引，安装在动物身上的电子追踪器等，都可以尝试用压电元件收集电能。”他说，“但这种收集方式实际上存在很多问题。首先，它能量转换的效率并不高。你在鞋子脚后跟位置安装压电元件收集来的电量给手电筒之类的东西充电，远不如用手摇来得高效快捷。很多时候，利用太阳能给路灯提供电能，比用压电元件充电现实也方便得多。”

 

　　此外，压电元件具有固有的谐振频率，只有接近谐振频率的振动能量才能较为高效地转换成电能。如果外部运动的振动频率远离压电元件的谐振频率，是基本无法转换成电能的。

 

　　“这就意味着，想要靠我们自身的运动来获得稳定的电流其实不容易。现在有科学家尝试用压电能量收集器去收集昆虫飞行时产生的振动能量，并转换成电流。这是因为昆虫扇动翅膀时频率很高，而且相对恒定。但我们的走动、跑动，很难做到像昆虫那样频率稳定。费尽周折，从我们自己身上获得的电流很可能是不稳定的，转换的效率也会很低。”卢振亚说。

 

　　他认为，也许在未来，我们能找到这种电能收集方式的用武之地，但目前来看，应用意义不是很大。