當人體成為一座發電站
瑞士一家初創企業開發出一項將人體熱量轉化為電能的技術。在未來，我們有可能每天通過自身熱量免費發電為電器充電嗎？
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讓我們暫且忘卻一下太陽能、風能、生物能或者水力發電：如果將來可再生能源有可能是人類本身呢？眾所周知，我們的身體產生熱量，尤其是在發燒臥床或者從事體力勞動過後，我們都會意識到這一點。另一方面，保持恆溫的能力也使我們與爬行動物和其他冷血動物區分開來。
“每天一名成人平均釋放出3千瓦時的能量，這個能量足以讓一台液晶電視運行30小時。”
Franco Membrini，Mithras公司
鮮為人知的是人體熱量可被加以採集並能轉化為電力，該想法並非標新立異，而只是在近幾年，研究著眼點在可實際應用、市場廣大的高科技設備，例如，智能手錶、健身手環等可穿戴技術(wearable technology)領域與醫學領域等。
想在這一先鋒市場分得一匙羹的，就有2018年創建的蘇黎世聯邦理工學院(ETHZ)的一家旗下公司。 “我一直都夢想幹一番極具潛力的事業，而且技術領域令我癡迷不已，”Mithras科技公司創始人與常務董事Franco Membrini向瑞士資訊swissinfo.ch肯定地表示。儘管擁有歷史學碩士學位，但他卻對利用人體熱量發電的可能性充滿好奇，從一開始就認為“這一分散性電能的發電形式具有巨大潛力”。
人體產生的熱量佔世界能源的10%
人體產生的大部分熱量都分散到周圍環境中，正是這種“浪費”令總部設在格勞賓登州(Graubünden)庫爾(Chur)的這家初創公司意欲對其進行回收。採用一種利用皮膚表面溫度(約為32攝氏度)與周圍環境之間溫差(賽貝克效應，Seebeck effect)來發電的熱電發電機(TEG)，就可以將這一想法付諸實踐。下面的視頻闡述了它的運作原理。
“重點在於人體表面溫度與周圍環境存在溫差：溫差越大，產生的能量也就越多，無論在北極地區或者沙漠地區都可進行，”Franco Membrini向我們解釋說，“一攝氏度的溫差就足以發電。”
獲取人體所有的熱量並將其100%轉化為電力是不可能的，這位29歲的創業者強調，“然而，熱電發電機卻充滿前景，且潛力巨大。”根據Mithras科技公司的計算，全球70多億居民產生的熱量很可能會提供全球能源消費總量10%的能源。
從手搖式發報機到發電鞋
該想法並無標新立異之處，早在20世紀初，研究人員與工程師們就嘗試將人體熱量作為可再生能源資源，Franco Membrini提醒說，上世紀40年代的手搖式無線電發報機就是其中一例，然而，電池行業的發展卻將人體熱量發電體系推到次要地位。
如今，歸功於近期材料科學以及低頻可穿戴設備領域技術的突飛猛進，利用人體能量發電又重新成為眾人矚目的焦點，“我所在的Mithras科技公司從現有技術入手，並對其做了優化。” Membrini表示。
長久以來賽貝克效應就為人所知，聯邦材料測試與開發研究所(Empa)仿生膜與紡織學實驗室主任René Rossi向瑞士資訊SWI swissinfo.ch解釋說，“到目前為止，我們需要攻克的技術難題是如何有效將人體熱量發電落到實處，如果現在能把發電量從毫瓦(千分之一瓦)提升到十分之一瓦，從商用角度來說，這一項目就開始變得有趣多了。”
他接著表示，當前的研究朝幾個不同的方向發展，“例如，我們正在研究利用太陽能產生熱量的智能紡織品，其他組的研究人員則嘗試將人體足部機械能發電裝置合成到鞋底，對人體行走時產生的機械能加以回收，並將其轉化為電能。”
睡眠過程中也會充電
Mithras科技公司正致力於兩個項目：戴在腕上的熱電發電手環可以為移動電器充電，其解決方式是將熱電發電機直接植入電器並且與電池相連，產生電能的唯一先決條件是電器必須與身體接觸，Franco Membrini強調：“無論人們是在喝咖啡、鍛鍊身體還是睡覺時，電池均可自行充電。”
這家瑞士企業目前有6名工作人員，鑑於低耗能量，他們首先集中開發將人體熱量用於醫療設備上，“我們希望將技術整合到胰島素泵、助聽器或者監控體溫和身體重要機能的生物傳感器上，從而讓這些醫療器械利用人體熱量產生的電能自給自足。”Membrini指出。通過這種方式，可以避免電池電力不足以及外科手術更換電池時產生並發症，以擺脫電池續航問題的困擾。
另一利用人體熱量發電比較可行的是手機，儘管這目前不是Mithras科技公司優先考慮的事情，“就我們的研究來說，智能手機消費的能源太多，我們也許最多會考慮延長其電池的使用時間，”Membrini透露。
在上屆Swisstech 線上創投大賽(Swisstech Pitchinar)–瞄準中國市場的瑞士各家初創企業的競賽中，Mithras科技公司成為大賽贏家，該公司預計在今年年底前，上市其首款產品–監控人體重要機能的生物傳感器。
“我們與幾家活躍在醫療科技領域的國際大企業進行了聯繫，”Membrini表示，“該設備將是同類產品中首款完全依靠人體熱量運行的產品。”
(譯自意大利語：薛偉中)
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