有關(guān)充電:可穿戴設(shè)備的電池充電

可穿戴設(shè)備已經(jīng)成為一個(gè)熱門技術(shù)，但電池壽命已經(jīng)成為許多科學(xué)家和制造商的一個(gè)問題。

1.將靜電轉(zhuǎn)化為可用的電能

最近，新加坡國立大學(xué)(nationaluniversityofSingapore)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種靈活、緊湊的設(shè)備，可以將突發(fā)的靜電轉(zhuǎn)化為可用的電能。設(shè)備的一端接觸皮膚表面，另一端覆蓋著一層金硅薄膜。與該設(shè)備一起，在每一端都有硅橡膠柱，這使得更大的功率輸出和更大的皮膚接觸。

可穿戴設(shè)備供電

該小組在2015年IEEEMEMS會(huì)議上展示了他們的研究結(jié)果，并證明了突發(fā)電流可以為一些設(shè)備供電。通過將該設(shè)備安裝在受試者的手臂和喉嚨上，他們可以通過握拳出現(xiàn)7.3v，通過說話出現(xiàn)7.5v。如廁紙不斷摩擦，最大電壓可達(dá)90v，可直接用來點(diǎn)亮LED光源。該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在未來開發(fā)更大的電池，這樣它們就可以利用更多由人類皮膚摩擦出現(xiàn)的能量。

除了這種電阻電池的動(dòng)力外，其實(shí)在世界上還出現(xiàn)了許多其他的討論方法。例如，一種新的紋身可以將人的汗水轉(zhuǎn)化為電能，或者通過特殊的耳機(jī)將我們的下巴轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)。似乎有一些特殊的方法來處理未來可穿戴設(shè)備的電源供應(yīng)。

2.新紋身:汗水變成電流

八月十六日，加州大學(xué)圣迭戈分校(universityofCalifornia,SanDiego)的研究員約瑟夫王(JosephWang)發(fā)明了一種臨時(shí)的智能紋身，它能從汗水中發(fā)電，有朝一日可以為移動(dòng)電話和其他可穿戴設(shè)備供應(yīng)動(dòng)力。

智能紋身電源

這種紋身會(huì)粘在你的皮膚上，檢測(cè)你汗液中的化學(xué)乳酸含量，然后用這些乳酸制造微型燃料動(dòng)力電池。當(dāng)我們訓(xùn)練到筋疲力盡時(shí)，肌肉通常會(huì)有燃燒的感覺，這與乳酸的積累有關(guān)。關(guān)于肌肉來說，乳酸是一種廢物，它本身就是目的。

運(yùn)動(dòng)生理學(xué)家現(xiàn)在可以檢測(cè)肌肉或血液中的乳酸水平。當(dāng)乳酸從汗液中釋放出來時(shí)，新的感知技能就誕生了。王創(chuàng)造了一個(gè)智能紋身，用一個(gè)傳感器從乳酸中提取電子，從而觸發(fā)電流。王估計(jì)，每平方厘米的皮膚可以出現(xiàn)70微瓦的電流。研究人員將電池添加到乳酸傳感器中，以捕獲和儲(chǔ)存電流，然后形成所謂的生物燃料動(dòng)力電池。

無論你是開車還是走路，你出的汗越多，你經(jīng)歷的乳酸就越多，這意味著你的電池可以儲(chǔ)存更多的能量。目前，這種紋身只能出現(xiàn)少量的能量，但研究人員希望這種生物燃料動(dòng)力電池有一天能出現(xiàn)足夠的能量來驅(qū)動(dòng)智能手表、心率監(jiān)測(cè)器或智能手機(jī)。

摩托羅拉還創(chuàng)造了一個(gè)可以用來解鎖手機(jī)的臨時(shí)紋身。也許是你手機(jī)的下一個(gè)必備配件，也許只是你身上要一點(diǎn)墨水。

太陽能電池

太陽能電池不僅僅是像發(fā)電廠和路燈這樣的大型應(yīng)用。我們將看到微型太陽能電池為可穿戴設(shè)備供應(yīng)動(dòng)力。不要電池的太陽能手表已經(jīng)存在很多年了，EnergyBioNIcs公司最近開發(fā)了一款太陽能手表，它不僅能滿足自己的要，還能滿足其他設(shè)備的要。

在可穿戴設(shè)備中使用太陽能電池的一個(gè)問題是，該設(shè)備要光來發(fā)電，而一旦光線受阻，比如在衣袖下面，它就無法發(fā)電。但從另一個(gè)角度來看，它也使太陽能電池成為智能服裝的一個(gè)很好的選擇，因?yàn)槿嵝噪姵厣踔量梢灾苯涌p進(jìn)布料里。

傳統(tǒng)太陽能電池的設(shè)計(jì)目標(biāo)是比傳統(tǒng)室內(nèi)光源強(qiáng)得多的陽光。為了解決這個(gè)問題，人們正在開發(fā)新的數(shù)據(jù)來在室內(nèi)發(fā)電，效率也在提高。

4.熱電集合

熱電收集利用一種被稱為塞貝克效應(yīng)的物理原理將熱量轉(zhuǎn)化為電能。珀羅元件與特定的一對(duì)半導(dǎo)體相結(jié)合，僅通過顯示溫差就能出現(xiàn)電流。

關(guān)于可穿戴設(shè)備而言，人體可以作為熱端，環(huán)境作為冷端，人體散發(fā)出恒定的熱量。攻擊能量取決于Δ值介于高溫和低溫。perot元素可以收集大量的能量，關(guān)于那些接近皮膚并且要大量能量的設(shè)備來說，它是有潛力的。熱電回收的一大優(yōu)點(diǎn)是它有一個(gè)恒定的能量流，無論是在室內(nèi)還是室外，白天還是晚上。