来源:解放军报·中国军号
体温发电:新型可穿戴设备实现自主供电
■王鹏皓 法将程
用体温发电的可穿戴设备。资料图片
近期,《先进功能材料》杂志介绍了美国卡内基梅隆大学机械工程系研究团队开发的一种新设备。该设备仅用体温即可为医疗保健仪器供电,有望解决可穿戴设备充电的问题,从而实现“自给自足”。
在科技飞速发展的今天,从健康监测、运动追踪到智能通信,可穿戴设备已成为人类日常生活中不可缺少的一部分。不过,可穿戴设备在为人们带来便利和创新功能的同时,也面临一个关键挑战——能源供应。传统的电池技术在续航能力、体积和重量等方面,限制了可穿戴设备的发展。体温发电技术的出现,则为可穿戴设备的能源问题提供了一种极具潜力的解决方案。
体温发电,顾名思义是利用人体自身散发的热量产生电能。人体是一个天然的热源,源源不断地向外辐射热能,但这种热能常常被浪费掉。体温发电技术通过先进的材料科学和能量转换技术,利用不同材料之间的温差产生电势差,从而实现体温发电的目的。
可穿戴设备与体温发电技术的结合具有诸多显著优势。首先,体热作为一种持续稳定的能源来源,不受时间和环境的限制,能够为可穿戴设备提供不间断的电力支持。其次,体温发电避免了频繁更换电池或充电的麻烦,使用户能够更加便捷地享受可穿戴设备的功能,同时也可以减少电子垃圾,更加环保。此外,由于不需要额外的电池组件,可穿戴设备可以设计得更加轻薄、小巧,提高佩戴的舒适性和美观性。
此前,体温发电技术的能量转换效率相对较低,如何在有限的空间内集成高效的体热收集和转换装置,同时确保设备的稳定性和耐用性,都是亟待解决的问题。卡内基梅隆大学科研人员通过创新的材料组合和制造工艺,对以上问题进行了探索,大幅提升了设备的柔性和集成度,将设备与身体接触点之间的导热性功率密度提高大约40倍,为可穿戴设备的低功耗电路板设计和机载电源管理等方面提供了新思路。
随着材料科学、纳米技术和能源转换技术的不断进步,未来体温发电技术会越来越完善,应用前景将越来越广泛,为人们生产生活提供更加便捷、环保和高效的解决方案。
(解放军报·中国军号出品)