来看看五花八门的供电方式

韩江

导语

植物供电、尿液供电，只有你想不到没有做不到。

提到给电子产品充电，相信大家首先想到的就是标配的充电器，再新鲜一点的就是太阳能充电了。其实随着科技的进步，能够产生电能为设备充电的方式已经变得多种多样，下面就让我们一起来看看那些五花八门的充电方式如何频频“冲击”你的世界观。

用植物充电



植物会发电已经不是什么新鲜的话题了。之前我们都看过通过柠檬和土豆来为闹钟和灯泡提供电能让其工作的实验，不过今天我们要给大家介绍的则是一种名叫Moss FM的生物收音机。它与前面提到了两种供电方式并不相同，并非是采用化学反应来在短时间产生电能，而是完全能通过植物苔藓在光合作用中产生的细微电量来对生物燃料电池进行供电，从而进一步让与电池连接的收音机能够正常工作。

在整个过程中，通过利用苔藓进行光合作用时产生的剩余电子，有效地将苔藓转变为生物太阳能电池板。只要苔藓植物一直存活，收音机就可以一直工作，它几乎可以被看成是一种全新的生物太阳能电池板。

用尿液供电



英国布里斯托尔机器人研究所的科学家已开发出一种用“尿液充电”的技术，且以此技术造出了世界上第一部用微生物燃料电池供电的手机。原来这种“尿液电池”是一种微生物燃料电池，它利用活的微生物的新陈代谢，将有机物直接转换成电力。从本质上说，电力只是微生物自然生命循环过程中的副产品，所以，它们“吃”尿液之类的东西越多，产生的能量就越大。

一节“尿液电池”大约能储存50毫升的尿，但它产生的电力足以让智能手机发短信、上网和打一通简短的电话。此外，它的成本非常低廉，一块“尿液电池”大约仅需要1英镑（约10元人民币）。除了为手机充电外，未来还可以把尿液电池装在浴室，为照明、淋浴、剃须刀等提供电力。

“尿液电池”是如何为手机充电的呢？原来，研究人员在碳纤维电极上培养细菌，再将碳纤维放进陶制圆筒中，当尿液通过圆筒时，细菌分解尿液中的化学物质产生电子，累积成电荷再传到电容器中储存。当研究者将电池与一部手机连接时，手机便开始充电。

这种“尿液电池”的好处是不依赖风力或太阳能，而是靠废物利用产生能源。而且，尿液取之不尽用之不竭，可以长久供应。未来这种“尿液电池”的前景远大，特别适合在发展中国家的偏远地区使用。

用人体体温供电



韩国科学技术院电气电子工程系Jo Byeong-jin教授研究团队日前表示，他们已开发出像衣服一样可穿着，并利用体温为手机和穿戴式电子设备提供充足电力的“可穿戴式热电元件”。

热电元件是指将热能量转化为电子能量的半导体元件,这是利用连接两种金属时，如果一边高温一边低温，就会在两个电路之间产生电流的现象的元件,一般都是由碲化铋和碲化锑等热电物质制作。若将这种热电元件穿在身上，就会根据外部气温和体温的差异产生电流。但现有产品使用陶瓷类基板，又硬又重。最近开发出部分使用柔软有机材料的元件，但能源效率与现有元件相比只有百分之一左右。但KAIST研究团队与此相反，在换上效率较高的热电物质，制造成墨水形态后，以在柔软的玻璃纤维前后印刷的方法成功实现“一箭双雕”。

新元件像普通纤维那样容易加工、比较轻便，但电力生产能力是相同重量的陶瓷类元件的14倍。如果用贴在胳膊上的腕带形态来制作，就会产生大约40毫瓦(以气温零上20度，体温37度为基准)的电力，大大超过了在智能带上使用的电子传感器电力消耗量。如果制作成上衣大小来穿，就可生产两瓦电力，甚至可以供手机通话。

用闪电供电



在2013年诺基亚公司成功的尝试了通过闪电为Lumia 925进行充电。他们与南安普顿大学合作，通过变压器将20万伏的高压电传输过一个300毫米的缝隙，就能创造出类似闪电的光和热，借着信号通过第二个控制变压器，最终变成为手机充电的电流，测试用的诺基亚Lumia 925在几秒钟内反复几次就完成充电。

用声音供电



来自韩国的研究人员最近发明了一种新装置，可以让我们在煲电话粥的同时利用讲话的声音为手机供电，这样就再也不必担心手机电池不够用了。这种装置是利用压电效应发电的，整个装置就像“三明治”，氮化镓和金-钯化合物把氧化锌纳米管线夹在中间。当外界声音传至表面时，声波震动会导致氧化锌纳米管线的压缩和伸展，从而产生微量的电压。

当前，这种装置能将100分贝左右的音量转换成50毫伏的电压，相当于驶过的火车或是剪草机的音量。然而，手机通常需要2至3伏来工作，而日常说话的音量在70分贝左右。因此，这种设备现在还无法应用到手机中，科学家们正在对原材料进行深入研究，希望可以利用更小的音量产生更大的电压。



韩国成均馆大学研究人员Sang-Woo Kim表示，就像扬声器将电信号转换为声音一样，声音信号也能成为电源，这个过程是可逆的。他补充说：“很多人都在探索如何从生活环境中获取能量，我们每天的生活和周围环境中充斥着大量的声音，但是没有人将它视作一种能源，实际上，演讲、音乐或是噪音都可以转换为电能来使用。”

走路供电



由美国佐治亚理工学院的研究人员开发出了一种设备可以让我们在日常行走的过程中为自己的手机充电。这种设备包括4个相互叠放的圆盘。第一个圆盘由铜制成，能够旋转。第二个圆盘由聚合材料制成，保持固定。第三个圆盘由黄金制成，被分成许多部分。最后一个圆盘由丙烯酸树脂制成。

随着铜盘旋转，铜金属中的正电荷经过聚合物中的负电荷，造成黄金盘电荷的不平衡，每个部分要么带有更多正电荷，要么带有更多负电荷。这种不平衡意味着如果电线连接不同的部分就会产生电流。只要让第一层铜制圆盘在旋转，这款设备就能产生电量。

这款充电设备4英寸大小，利用手臂摆动产生的电能可以驱动一个小灯泡，或产生5V电压，足够为一部普通的iPhone充电，而我们只需要将其贴在腿上或别在衣服上就可以。

用呼吸供电



巴西的设计师Joao Lammoglia设计的这款神奇充电器设备被称为AIRE面罩，里面装有一个小型的风力涡轮机，能够把呼吸产生的风能转化成电能。当人们戴上这款面罩，并将电缆线插进手机的充电插孔时，奇迹就会出现了。当你呼气的时候，手机出现了“正在充电”的提示；而停止呼吸时，充电提示马上消失了。没错，这是一款用呼吸为手机充电的新型装置。

AIRE面罩充电设备最大的便利是在室内与户外都可以使用，不管人们睡觉、走路、跑步，只要人处于呼吸的状态，就能够产生源源不断的电能。这样既能够给手机充电，又能够锻炼身体，还能兼顾环保，。如果这款装置能够大批量生产，可以帮助减少碳足迹、保护环境，还能鼓励人们加强体育锻炼。在周日下午的小憩既能够让你精力充沛又能够给智能手机充电确实是个好主意。目前，AIRE面罩还没有上市销售。

通过人体活动供电



这款名叫iMove Charger的移动电源非常适合经常外出并且手机电量耗尽的用户。从它的供电原理上看，可谓是一款不折不扣的“移动电源”。

iMove Charger内置的发电机能利用人体活动发电，这意味着用户只要在活动，就无需担心手机没电，同时用户还可以调节iMove Charge的输出电压，从3.3v到15v都毫无压力。另外iMove Charger还能跟踪用户消耗的热量和所发的电量。

iMove Charger目前正在Indiegogo上进行众筹，完成目标后将以80美元（约合人民币495元）的价格出售。

总结：

对于消费电子产品来说，最大的智能可能就是离不开电力的支持，随着科技的发展，供电方式越来越多样化，可以想象，结合未来供电方式的消费电子产品一定会给我们更多的意想不到。