準備好扔掉你的充電寶了嗎，因為人體發電就在前方

在電影《駭客帝國》中有這麼一個橋段，男主在現實中被喚醒，發現自己只是未來機器世界用來供給能量的生物電池一枚。其實某種意義上來說，這種科幻在未來非常有可能被變為現實。

行走的電池

一個正常的成年人，體溫值範圍是在36。1-37。1℃之間。人體就像一個加熱器，透過化學能維持著體溫的相對恆定，而組成我們身體70%的其實是液體。由於液體的比熱問題，把1升水從0度加熱到37度，需要消耗大量的能量。公式：Q吸=cmΔT，c是比熱容，m 是質量，Δt 是溫差。水的比熱容是4200J/（kg·℃）Q=4200J/（kg·℃） X 1Kg X 37℃ =155400J=155。4千焦耳。而算上我們總的體液量，為了維持體溫恆定一個正常人身體發熱的平均小時功率大約有130瓦左右。按日常家電的用電量，人一天發熱產生大概3度電的能量。遺憾的是，這其中75%都被白白浪費掉了。

生物電

生物能夠產生電能，這麼一說你首先想到的可能就是電鰻。電鰻的放電能力來自於它特化的肌肉組織所構成的放電體。肌肉組織幾乎都能放電，佔其身長的80%以上，有數以千計的放電體。電鰻的頭部是負極，尾部是正極，每個放電體約可製造0。15伏特的電壓，而當數千個放電體一起全力放電時的電壓便高達600～800伏特。

除了動物，植物也會產生電流。我們常常見到的向日葵，它們的花朵能隨著太陽的東昇西落而運動；含羞草的葉子，經不起輕擾，一碰就會低眉垂著頭害起羞來。這些植物界中的自然現象，都是因為生物電在起作用的緣故。植物中的生物電，究竟是怎樣產生的呢？有人曾做過如下的實驗：在空氣中，將一個電基放在一株植物的葉子上，另一電基放在植物的基部；結果發現兩個電極之間能產生30毫伏左右的電位差。當將同樣的一株植物放在密封的真空中時，由於植物在真空中被迫停止生命活動，所以植物基部和葉片之間的電壓也就消失了。

19世紀，內科學用電位器測得神經細胞膜突然受到刺激產生0。1伏特電。至此，人們再不懷疑人體生物電的存在，20世紀50年代後，人們才揭開了其中奧秘。原來，生物的每個細胞都有完整的細胞膜，細胞膜有兩層脂肪分子，細胞內帶電離子必須透過離子通道才能穿過細胞膜。在平時，細胞內鉀離子多，細胞外溶液中鈉離子多，細胞內外產生電勢差，這就是膜電位。一旦細胞膜通道開啟，細胞外高濃度溶液流向細胞內，就產生動作電位。一個個肌肉細胞排列整齊，上面佈滿神經，這就像把一個個小電池串聯起來那樣，雖然每個電池只有0。1伏特，如果有億萬個這樣小電池的話，那麼它的電壓就不小了。電鰻就是整合了這些電壓。

瞭解生物電的來龍去脈後，人們就用它來為人類造福。首先，生物電在醫學上已廣為應用，拯救成千上萬的人的生命。大家知到，醫學常用測心電圖的辦法判別心臟病，用腦電圖來診斷腦疾病與研究大腦活動。

人體發電的未來

在證明了生物電的存在後，近半個世紀來，都有人嘗試將自己變成“閃電俠”。期望整合及控制人體細胞產生的微弱電流。理論上僅僅3立方厘米的肌肉組織可以產生最高1萬伏特的電壓！而他們期望透過冥想和瑜伽來聚集這種電流。然而人畢竟不是鰻魚。很多努力最終都以失敗告終。

然而最近，很小的新型小裝置很可以將您的身體變成電池，這意味著起搏器，藥物輸送泵和其他可植入醫療裝置可以使用新型可再生能源執行。這種可穿戴裝置稱為熱電發電機（TEG），可將人體的熱量直接轉化為電能。科羅拉多大學（CU）博爾德分校的科學家以小環的形式測試了他們的TEG，但根據目前裝置需要的功率，這種微型發電裝置理論上只有一個手環的大小。

它是這樣工作的：首先，穿上可穿戴裝置。（只需確保它與您的面板接觸即可。）裝置內部的柔性可延展電路會將您體內的熱量轉化為電能。同時，嵌入在裝置內部的特殊材料會自行修復並重新配置接觸熱量，以防止在您移動時無法發電的問題。（TEG）像您的面板一樣具有彈性和彈性。科學家在他們的研究中說，這意味著您可以在各種條件下舒適地佩戴它，該研究發表在《科學進展》上。除了透過人體熱量外還有輔助的太陽能模組在某些時候加入供電。如果這個裝置在實際使用中得到驗證，技術人員將改進而在未來能提供恆定的功率輸出，這種熱電發電機利用溫度差（例如您身體的溫度與周圍空氣的溫度）將能量轉化為電能。為了建立平衡，這些可穿戴TEG裝置可以為每平方釐米的面板空間產生大約一伏的能量，這比大多數現有電池的單位面積電壓要低。儘管如此，由於裝置具有類似於樂高的模組化功能，研究人員仍可以將小玩意從戒指擴充套件到類似Fitbit的運動手鍊，甚至是完整的發電機單元中。新形式可以產生更多的功率，從而為具有更高電氣要求的裝置充電。