人体是一台发电机

柯延

美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员设计出一款能将人体运动转化为电能的装置，将其嵌入鞋底，靠日常走路就能产生20瓦左右的电力，足够为手机等移动电子设备供电。有了这种发电机，充电器可以丢在一边，我们再也不用担心手机会没电。此外，科研人员还表示，除了走路，人类日常的呼吸、心跳、体温甚至血液都可以发电。

总之，人体就是一台多功能发电机。在日常生活中会产生很多能量，用于肢体运动、维持体温、体内循环等，这些多种多样的能量基本没被使用过，就直接流失了。

比如机械能，一个人走一步就能产生6～8瓦的电能。美国麻省理工学院的两名研究生曾经设计了一种地板，在人流集中的地方收集走路、跳舞以及跳跃等运动产生的机械能，将其转化成电能。他们称之为“人群电场”。根据实验，人群加在一起走三万步产生的电力，就足以推动一辆火车移动一秒。

再比如热能，人体的能量每时每刻都在以热量的形式流失，即使只是坐着阅读一篇文章，流失的热量也有100瓦，运动越激烈，流失的能量越多。据测算，一个体重50公斤的人一昼夜所消耗的热量约2500千卡，若将这些热量收集起来，可将50公斤的水从0℃加热到50℃。美国新泽西州电信电话公司设计建造了一座新颖的办公大楼，利用楼内的能量收集置换装置，将在大楼内工作的3000多名员工所散发的热量收集起来并置换为电能，用于照明、电脑办公，甚至调节室内温度，使之保持在18~ 29℃之间。

另外，还有化学能，人体内种类繁多的化学物质和微生物。它们的能量属于化学能。

很多问题有待解决

但是，用人体能量发电目前存在三个问题：第一，不稳定。能发多少电，发多长时间的电都是随机的，很难支持连续用電。第二，电力弱。单个人体能产生的电力总量很小，使用范围有限。第三，收集难。如何将人体产生的电力收集使用，不是连根电线那么简单。用人体发电最大的难题在于，如何不妨碍日常活动和身体健康。这一点不论对机械能、热能还是化学能都是关键。

比如用热能发电。1998年，日本精工手表公司就曾研制出一款不需要电池的手表，依靠从手腕皮肤吸收几微瓦热量就能自行运转，原理就是热电效应。手表中的发电装置，一边贴着人体，另一边接触外界。人体的恒定温度一般在37℃左右，外界的自然温度在一般情况下总是与人体温度有差异。这款手表就是利用人体与外界的温差来提供能量。但其外形笨重、价格昂贵，再加上人体周身皮肤的温度输出功率很小，难以达到实际应用水平，因此精工公司至今也没有将这款手表投入商业生产。

想用人体的化学能发电，需要使用人体内的葡萄糖或微生物等原料。以葡萄糖为例，葡萄糖广泛存在于各种食物中，是人体活动所需能量的重要来源，有研究表明，人体每天摄入的食物所产生的能量相当于1000节AA电池。2005年，日本曾经开发出一种新型电池，利用血液中的糖分作为燃料来发电。这种电池的电极上涂有酶，可以分解血液中的葡萄糖。葡萄糖分解后，电子在电池两极之间移动，从而产生电流。利用人民币1分硬币大小的电极可以得到0.2毫瓦的电量。

这种电池的实验原理很简单。但是想真正用到人体内，则很难。首先，产电量很弱。其次，对人体是否安全还很难说。所以相比较而言，在人体的机械能、热能和化学能发电的设想中，化学能目前是最难也最需要谨慎操作的。

有科学研究认为，一个人一生中至少有1/3以上的能量被白白浪费掉，全世界有60多亿人口，如果能将这部分能量开发，用来发电，就相当于建造了10座百万千瓦级的核电站。也许将来会有一天，这种设想会变成现实。（编辑林妙）