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可穿戴式电子纺织微电网亮相 人体发电成为可能

可穿戴式电子纺织微电网亮相 人体发电成为可能
2021-08-06 09:31:22 来源:解放军报

出门在外,手机电量不足,即将自动关机又无处充电时,你可能会有这样的想法——要是能通过身体发电给手机充电该有多好。

如今,这一愿望有望成为现实:国际权威学术期刊《自然通讯》近期披露一项新技术——可穿戴式电子纺织微电网,能从人体采集并储存能量,为小型电子产品供电。

这种微电网通过生物燃料电池、摩擦发电机收集生物化学和生物力学能量,并用超级电容来调节和储存,从而实现高效输出。

生物燃料电池中的乳酸酶,可以催化人体汗液中的乳酸进行氧化反应,从而产生电力。它通常置于人体胸部,最大限度地减少了弯曲和起皱变形,可有效提高能量收集率。

摩擦发电机则通过带相反电荷的材料摩擦来产生能量。带负电的材料通常位于人的外前臂,带正电的材料位于人体躯干两侧靠近腰部位置,行走或跑步时,手臂相对躯干摆动即会产生摩擦力。

生物燃料电池和摩擦发电机既独立又互补。一旦人体开始运动,摩擦发电机存储模块在瞬时运动中被激活,通过获取生物力学能量,快速启动系统;而随后激活的生物燃料电池,从汗液代谢物的酶促反应中获取生化能量。

超级电容就像一个大容量蓄水池,将生物燃料电池产生的连续低电压和摩擦发电机产生高压脉冲暂存,根据需要输出恒压、充足的电力。

实验数据显示,整个系统可在3分钟内快速启动,为智能手表持续供电。

可穿戴式电子纺织微电网系统的成熟运用,将为智能头盔、智能作战服以及外骨骼系统等单兵可穿戴装备,提供高效率、长时段的能量保障。它不仅能降低士兵电池携带量,其柔软、轻便的特性,更能解决传统电池所带来的不便,大幅提升单兵综合作战能力。

研究人员表示,这只是可穿戴式电子纺织微电网的应用之一,后续将通过研究不同类型的能量收集器来调整系统,拓展适用人群与使用环境。该技术的持续开发,将为高效整合多重能源和未来穿戴设备的多重应用提供更多可能。

责任编辑:kj005

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