人體是一臺發電機

柯延

美國威斯康星大學麥迪遜分校的研究人員設計出一款能將人體運動轉化為電能的裝置，將其嵌入鞋底，靠日常走路就能產生20瓦左右的電力，足夠為手機等移動電子設備供電。有了這種發電機，充電器可以丟在一邊，我們再也不用擔心手機會沒電。此外，科研人員還表示，除了走路，人類日常的呼吸、心跳、體溫甚至血液都可以發電。

總之，人體就是一臺多功能發電機。在日常生活中會產生很多能量，用于肢體運動、維持體溫、體內循環等，這些多種多樣的能量基本沒被使用過，就直接流失了。

比如機械能，一個人走一步就能產生6～8瓦的電能。美國麻省理工學院的兩名研究生曾經設計了一種地板，在人流集中的地方收集走路、跳舞以及跳躍等運動產生的機械能，將其轉化成電能。他們稱之為“人群電場”。根據實驗，人群加在一起走三萬步產生的電力，就足以推動一輛火車移動一秒。

再比如熱能，人體的能量每時每刻都在以熱量的形式流失，即使只是坐著閱讀一篇文章，流失的熱量也有100瓦，運動越激烈，流失的能量越多。據測算，一個體重50公斤的人一晝夜所消耗的熱量約2500千卡，若將這些熱量收集起來，可將50公斤的水從0℃加熱到50℃。美國新澤西州電信電話公司設計建造了一座新穎的辦公大樓，利用樓內的能量收集置換裝置，將在大樓內工作的3000多名員工所散發的熱量收集起來并置換為電能，用于照明、電腦辦公，甚至調節室內溫度，使之保持在18~ 29℃之間。

另外，還有化學能，人體內種類繁多的化學物質和微生物。它們的能量屬于化學能。

很多問題有待解決

但是，用人體能量發電目前存在三個問題：第一，不穩定。能發多少電，發多長時間的電都是隨機的，很難支持連續用電。第二，電力弱。單個人體能產生的電力總量很小，使用范圍有限。第三，收集難。如何將人體產生的電力收集使用，不是連根電線那么簡單。用人體發電最大的難題在于，如何不妨礙日常活動和身體健康。這一點不論對機械能、熱能還是化學能都是關鍵。

比如用熱能發電。1998年，日本精工手表公司就曾研制出一款不需要電池的手表，依靠從手腕皮膚吸收幾微瓦熱量就能自行運轉，原理就是熱電效應。手表中的發電裝置，一邊貼著人體，另一邊接觸外界。人體的恒定溫度一般在37℃左右，外界的自然溫度在一般情況下總是與人體溫度有差異。這款手表就是利用人體與外界的溫差來提供能量。但其外形笨重、價格昂貴，再加上人體周身皮膚的溫度輸出功率很小，難以達到實際應用水平，因此精工公司至今也沒有將這款手表投入商業生產。

想用人體的化學能發電，需要使用人體內的葡萄糖或微生物等原料。以葡萄糖為例，葡萄糖廣泛存在于各種食物中，是人體活動所需能量的重要來源，有研究表明，人體每天攝入的食物所產生的能量相當于1000節AA電池。2005年，日本曾經開發出一種新型電池，利用血液中的糖分作為燃料來發電。這種電池的電極上涂有酶，可以分解血液中的葡萄糖。葡萄糖分解后，電子在電池兩極之間移動，從而產生電流。利用人民幣1分硬幣大小的電極可以得到0.2毫瓦的電量。

這種電池的實驗原理很簡單。但是想真正用到人體內，則很難。首先，產電量很弱。其次，對人體是否安全還很難說。所以相比較而言，在人體的機械能、熱能和化學能發電的設想中，化學能目前是最難也最需要謹慎操作的。

有科學研究認為，一個人一生中至少有1/3以上的能量被白白浪費掉，全世界有60多億人口，如果能將這部分能量開發，用來發電，就相當于建造了10座百萬千瓦級的核電站。也許將來會有一天，這種設想會變成現實。（編輯林妙）