体热发电：晃动手臂即可给手机充电

材料牛注：未来似乎不仅仅是属于智能设备的，而且是可穿戴智能设备的。但问题是，这些设备需要经常充电，所以就不太方便了。那么能不能用人体的热量来发电呢？

人体无时不刻都在产生能量以供正常运转，但是电子器件却无法自给自足，总是面临没电的处境。于是科学家们开动脑筋，尝试让人体这座大发电站也为电子设备供能。例如，运动产生的动能可以集中起来给电池充电，助力沙场出奇功；体热发电机（TEG）可以汲取体热的能量给手电筒或可穿戴设备供电。现在，北卡罗莱纳州立大学(NCSU)的研究人员发明了一种新型可穿戴式体热发电装置，比传统的TEG更轻、更舒适、更高效。

TEG利用穿戴者的皮肤与空气之间的温度差来获取能量，虽然听起来非常的高大上，但传统的热量接收器模块都具有笨重、庞大的特点，其产电功率只有每平方米一微瓦(μW/cm2)左右。而NCSU研发的这款设备不仅发电效率最高可达到20 μW/cm2，佩戴方面还更小巧舒适。NCSU团队将体热发电装置嵌入到T恤和臂章里，充分占据体热发电的重要位置。

NCSU团队改良的这款TEG很小——只有1平方厘米(0.15平方英寸)大小，2毫米(0.08英寸)厚， 具有可折叠的特性，可以像贴纸一样贴在皮肤表面，或者内嵌在衣服里面。在工作时，其热传导层直接和皮肤接触并从中吸收热量。为了防止热量逸散，研究团队还加入了特制的多层高分子聚合物薄膜，使得同一层逸散热量能被另外一层的热传导薄膜吸收。和普通的穿戴TEG一样，这款设备产生的电量其实并不多，但是却足以运行诸如心率检测器等低功率的穿戴设备。

团队成员Daryoosh Vashaee介绍：“我们的终极目标是将可穿戴技术运用在长期健康检测上，比如心率追踪、体格指标测量以及环境监测(有助于预防哮喘病)。要想实现这个目标，首先得使设备不再受限于电池续航，我们研发的这项技术就使得这个设想变得现实了很多。”

研究人员表示，佩戴在手腕上的TEG效果不尽如人意，因为接触皮肤的表面积有限。嵌入到T恤上的体热发电装置效果非常好，在正常情况下，发电功率为6µW / cm2，而在佩戴者运动时，会高达16µW / cm2。嵌入到臂章上TEG收获了更优良的效果，因为手臂是身体之中产热最多的部位，特别是当运动时，该部位的平均发电功率可以达到20μW/cm2。

如果这项技术能够投入市场，那么手机没电也不用愁啦，晃晃手臂就能开始充电！

原文链接：Body heat-harvesting wearable ups electricity generation efficiency

文献链接：Wearable thermoelectric generators for human body heat harvesting

本文由编辑部丁菲菲提供素材，孟令晓编译，点我加入材料人编辑部。