夏天讓你汗流浹背？別擔心指尖汗液也產能量

　　7月13日，在《焦耳》發表的一篇論文中，研究人員宣布開發出一種新設備，可以從人體指尖的汗液中獲取能量。該設備是迄今為止最有效的身體能量收集器之一，在沒有任何機械能量輸入的情況下，在10小時的睡眠中，每平方厘米皮膚可以產生300兆焦耳（mJ）能量，而且單次按壓一根手指就可以產生額外的30mJ能量。作者表示，該設備向可自我持續的可穿戴電子設備邁出了重要一步。

新設備可以從人體指尖的汗液中獲取能量。圖片來源：Joseph Wang課題組

　　“通常情況下，人們希望能源投資獲得最大回報。你不希望通過鍛煉消耗大量能量而只獲得一點點能量收益。”美國加州大學圣迭戈分校納米工程教授、論文資深作者Joseph Wang說。之前以汗液為基礎的能源設備需要人們進行高強度運動，比如跑步或騎自行車運動，以使獲得的出汗量足以發電。但在運動過程中消耗的能量可以輕易抵消產生的能量，以致能源投資回報率不到1%。

　　相比之下，該新設備屬于作者所稱的能量收獲器“圣杯”。它不需要依賴陽光或運動等外部不規則能量來源，只需要手指接觸就能在睡眠時收集超過300mJ的能量——研究人員稱這足以為一些小型可穿戴電子產品供電。

　　該設備是一種被稱為生物燃料電池的能量收獲器，并由乳酸（汗液中的一種可溶化合物）提供動力。該設備由碳納米管材料制成，還包含一種水凝膠，有助于最大限度地吸收汗水。從外觀上看，它就像一塊簡單的泡沫，連接著一個電極電路，所有電極都連接在指尖上。該設備的大小約為1平方厘米，十分靈活，可以舒適地長時間佩戴。

　　該設備內部會發生一系列電化學反應。電池陽極上裝有生物酶，后者能氧化或從乳酸鹽中除去電子；陰極上沉積了少量鉑，以催化還原反應，將氧氣轉化為水。一旦發生這種反應，就會產生電流。這個過程是自發發生的：只要有乳酸，就不需要額外的能量啟動這個過程。

　　另一方面，壓電發電機能將機械能轉化為電能，依靠手指的自然捏動或打字等日常動作，這些發電機就能產生額外的能量：每小時按一次手指只需要0.5mJ的能量，但產生了超過30mJ的能量。