可穿戴微電網，人體成為供電新能源

文/陳根

近些年，柔性電子技術以其可穿戴功能而迅速發展，無數的傳感器、電路和能量存儲設備也應運而生。但是，如何減少可穿戴電子設備頻繁的充電需要，簡化其電力傳輸線路，最大程度的把能量匯集到一起，形成一個自主、可持續的供電系統依舊是這一領域亟待解決的問題。

針對這一板塊的不足，近日，加利福利亞大學圣迭戈分校的研究人員開發出一種可穿戴微電網，其可以高效地收集并儲存人體的能量。

這種可穿戴微電網設備主要由三部分構成：汗液驅動的生物燃料電池、運動驅動的摩擦發電機和用于儲能的超級電容器。

其中，生物燃料電池被放在襯衫內側靠近胸口的位置，其作用是從汗液中獲取能量；將運動能量轉化為電能的裝置則被放在了襯衫外側的前臂和身體兩側，這樣有利于從走路或跑步時手臂對軀干的擺動摩擦來獲取能量；至于超級電容器則被放置在襯衫外側的胸口處，以便暫時存儲以上兩種設備的能量。

簡單來說，這是一種以紡織為基礎的多模塊系統，由互補、協同的能量采集器和相稱的能量存儲模塊來供電。其工作原理在于通過運動擺臂和流汗產生能量，快速持續地為電子設備供電。

值得一提的是，只要使用者開始運動，不必等待其流汗，摩擦發電機就能提供電能。一旦使用者開始出汗，生物燃料電池就會開始提供電能，并可以在使用者停止運動后繼續供能。

此外，這種生物燃料電池還配備了一種酶，它可以觸發人體汗液中的乳酸分子和氧分子之間的電子交換，從而產生電能。這種電能功能強大，甚至可以運行小型電子設備。

目前，研究人員正在根據不同的場景選擇不同類型的能量采集器來適應這套系統，在未來，或將實現坐在辦公室或者出去閑逛也能收集能量的可能，而這無疑是對新能源開發的又一大利好。