绿色能源到处都是：历数那些能发电的神奇小物

电，难发吗？如果我们现在身处在几百年前，那我就可以很肯定地跟你说，它简直就是可遇不可求。但在21世纪的人类强大的脑力和勤奋的双手之下，我却想说，发电真的是小菜一碟，你我都可以做到！看看下面这些神奇的小东西，你会很惊讶地发现，原来无论是人体自身，还是垃圾，还是危害物，还是大自然，它们！全！都！可以！发电！
 
一、人体篇章：
 
看到这个篇章，或许你会猜，人体的手能发电？或者是脚？头？甚至是头发？眼睫毛？其实，都不是。如果我告诉你，是人的汗水，人的脚力、人吃的糖可以发电，你信吗？一起来看一下吧：
 
1、汗水：
 
美国加利福尼亚大学的研究人员最近研究了一项新技术，可以将汗水转化成电能。研究小组开发了一种一次性的纹身传感器，能够感应乳酸盐——人类运动时会产生的物质，存在于汗液和血液中。（乳酸盐是运动中的一个重要指标。一般来说，运动越剧烈，产生的乳酸盐越多。）
 
这个纹身传感器呢，能从乳酸盐中分离电子，而足够多的电子就能产生电流。这个传感器除了可以贴在皮肤上，还可以用于可穿戴设备。实验的结果相当有趣：每周运动少于一次的人士，在运动中产生的电量，大于那些每周运动1到3次的人，而每周运动超过3次的人产生的电量则最小。这可能是因为不太运动的人累得快，在运动时，早早形成更多的乳酸。
 
不过目前该传感器的发电量十分微小，每平方厘米皮肤上仅仅能产生70微瓦电量，电极也只能存储4微瓦电量，远远不足智慧手机所需的电量，但我们可以坚信，在强大的研究人员的手下，更有效率的蓄电技术将会被研究出来。
 
2、体热：
 
 
加拿大16岁少女安•马科辛斯基（Ann Makosinski）创造出了一种神奇手电筒，可通过人体热量充电，只需将其握在掌心中，它就可以发光。她的发明依据一种热电技术，称之为帕尔贴贴片(Peltier tiles）。在贴片一端热、另一端冷的时候，贴片就可以发电。因手电筒内部呈空心状态，故取名为“空心体热手电筒”。
 
手电筒内核是一个空心铝管，周边一侧配置了帕尔贴贴片，当人的手掌握住它时，就可以利用人体的温度让手电筒亮起来。同时，空气流经空心铝管以保持手电筒另一侧凉爽。
 
3、脚力：
 
 
伦敦的西田斯特拉特福德城购物中心，这座紧邻新奥运场馆的购物中心的门口步行道上新铺了二十块绿色橡胶地砖，它能让你的每一个脚步都转化为电力。它们一年内可以将四千万行人的踩踏转化为几百千瓦时电力，足以供应购物中心外部一半的照明系统。这种地砖是由英国Pavegen　Systems公司提供的。
 
地砖尺寸为45×60厘米，每当有人踩在上面时，地砖的橡胶层会被下压5毫米，这点难以察觉的下沉正是其电力的来源。一旦有电流产生，地砖中间的logo指示灯会发亮，同时把收集到电力的95%直接传送到用电系统，或者在地砖自带的电池中储存起来。
 
平均一个脚步能产生的电力是7瓦，当然，越重的人作出的贡献就越大。除了电力来源环保外，这些地砖本身也很环保。它们的橡胶部分都来自回收的旧轮胎，其他材料中80%的高分子聚合物都可以循环再用。更棒的是，这些地砖全都是防水的，力学测验证明，它们至少用五年才会损坏。但帕维根的老板劳伦斯•库克认为在理想状态下，这些地砖起码能用上20年。
 
无独有偶，除了利用脚压地砖产生电力之外，下面这位背包客则是通过鞋垫发电：
 
 
Matt Stanto是一位狂热的背包客，同时也是工程师。他发现徒步中的每一次脚跟着地都会释放足以点亮灯泡的能量，于是他发明了一种鞋垫将这种能量转存成电能。
 
该产品看上去就是标准尺寸的抽取式鞋垫，内含的Sole Power系统采用与手摇曲柄电筒一样的原理：一个传动系统用脚跟落下的能量驱动磁性转子旋转——转子旋转使线圈产生电流——电流沿着电线流动，进入鞋面上的锂聚合物电池。
 
Stanton与卡耐基•梅隆大学的工程系学生Hahna Alexander密切合作，花了3年多的时间研制出这种Sole Power系统。这种系统包含电池重量不超过140克，通过USB接口充电。这种装置比各种太阳能充电器有所创新的一点在于它可以不依赖天气。目前的样品需要穿着走上24千米才能充满1部智慧手机。不过他们下一步的目标是走8千米就能充满一部iPhone、使用寿命能长达100万步。
 
4、糖：
 
 
Cell-FreeBioInnovations公司的研究小组发现，一种糖生物电池概念可以完全将糖中的化学能量转变为电流。糖生物电池是一种酶催化燃料电池(EFC)，能够将糖原和淀粉中的化学能量转变成为电流。
 
酶可以使用更复杂的燃料，例如葡萄糖，同时更复杂的燃料可使酶催化燃料电池具有更强的能量密度。例如合成已糖，在接近完全氧化作用下，每个葡萄糖分子可释放24个电子，然而，传统燃料电池中使用的氢分子，氧化作用下只释放2个电子。另外，糖生物电池的能量存储密度大约是596安培-时/公斤，相比之下，锂离子电池的能量存储密度为42安培-时/公斤。这就意味着糖生物电池比同等重量的现有锂离子电池持续使用至少10倍时间！
 
二、垃圾篇章：
 
1、烟蒂：
 
 
抽烟百害而无一利？其实并不是这样的。要说香烟有什么好处呢，或许下面这个香烟的作用，会让你直呼意外。韩国科学家最近在研究中发现了香烟居然有一个难以想像的好处：抽过的烟屁股可以被转变为储存再生能源的高效电池。
 
这项研究发现，烟蒂一经燃烧，就会转变成含有若干微孔的物质，使其具有高比表面积特性，得以储存大量能源。因此，可将其涂复于超级电容器的电极，制造出超高效的电池。
 
据“美国不吸烟者权益组织”估计，烟蒂是全球最普遍的垃圾，每年弃置于环境中的烟蒂约五、六兆个，产生的垃圾量逾七十六万五千公吨重。烟蒂包含数种致癌化学物、杀虫剂与尼古丁。这项研究发现或许正给烟蒂找了一个相当好的归宿。
 
2、酒渣：
 
设于九州宫崎县、以出产烧酒“黑雾岛”知名的日本酒厂雾岛酒造早于2006年起试验结合酿酒与生产生物能源的可行性，除产生可用作燃料的生物气体外，亦试验过将烧酒沉淀物循环再造的技术。此次，其9月将展开“番薯发电计划”，投资13亿日圆，添置3台澳大利亚制的体发电机，试验利用酿酒时产生的残余物质发电，估计每年可生产约4GW/H的电力，可供近千户家庭使用。
 
三、危害物篇章：
 
1、大麻：
 
 
忘掉实验室制造的石墨烯吧，大麻类植物有可能是我们未来能源的来源哦。
 
研究者们已经证明了简单地将麻类韧皮纤维通过两个阶段程式加热，就可以制造出高效的碳电极。最终得到的物质能够储存同石墨烯一样多的能量，但成本更低廉。你需要的就只是一些植物残余而已，且其对温度的要求也更低，可以使用的环境从冰冷的零下到炙热的华氏200度。
 
该技术也可以在其它领域用来替代石墨烯，例如太阳能电池板和触控式屏幕。并且现阶段它已经不只是一个概念了，一个小的加拿大公司正在扩大麻类电极的产量，随着美国大麻种植的合法化，其批量生产的可能性也越来越现实。
 
2、噪音：
 
 
诺基亚与英国玛丽皇后学院共同进行了一项研究，发现利用声波可以对手机进行充电。声波可以来自足球场上的呐喊声，或咖啡馆的交谈声。
 
有科学家发现声音的震动能触发太阳能电池的物质，使其工作效率提高40%。基于此原理，该研究团队创建了一个能量采集原型，利用日常生活背景噪声给手机充电。
 
研究人员将液态氧化锌涂在胶片上，将胶片放在混合化学物中并加热至90摄氏度，氧化锌就会形成一排纳米棒。纳米棒夹在两块电力接触片中，经声波震动产生的压力就可转化成电力。纳米棒形状的氧化锌在受到机械压力的时候会产生电流，而这些纳米棒会对声波做出弯折的反应，这样就能产生电压。
 
研究人员使用Lumia 925手机大小的能量收集原型设备，利用日常生活的背景杂音，如汽车、音乐和说话声等，就可以产生5伏大小电压，足以用来给智慧手机充电。
 
四、自然篇章：
 
1、树叶：
 
 
武汉大学学子发明了一项可以利用树叶发电的装置，如果每棵行道树都装上，基本可以不安路灯，大树在夜间就能实现整晚照明。他们利用的是树木的蒸腾作用。蒸腾作用能利用环境中的太阳能、难以收集的低热能、微风能，其优势就是可以收集这些很微弱的能量。
 
因为蒸腾作用，小树枝会“吸”动溶液，流经发电装置，装置的核心是一块26mm直径、微米级别厚度的纳米膜，而发电装置的原理即通过电解质溶液定向流过纳米膜来产生电能，尔后通过纳米膜上下镀的电极将产生的电能输送出来。
 
其可结合现有的LED技术，设计一种“树灯”。如果让装置工作一天，一棵树一整天蓄积的能量，到夜间就可以供应一个LED灯照明，如果晚上的路灯都直接用树供电，就可以节约不少资源了！
 
2、植物：
 
荷兰瓦赫甯恩大学（Wageningen University）环境科技实验室近10年来持续研发植物发电技术，而在近日将研发团队独立出来创办了Plant-e，其研发的是利用植物行光合作用时产生的有机物质进行发电。
 
这类有机物质通常留存在土壤中，随着时间被细菌分解，并在分解过程中产生电子，而Plant-e研发的发电系统能在这段过程中收集电子。其基本原理就是让土地变成电池。Plant-e执行长海尔德（Marjolein Helder）今年初参加TEDx演讲时也现场展示了如何利用植物帮智慧型手机充电。她认为各城镇随处可见绿地，因此植物发电拥有庞大发展潜力。
 
3、海洋温差：
 
 
有过潜水经验的人都知道，越往海底深处温度越低，往往海面比较温和，海水下面甚至会寒冷刺骨。当然，这还只是人类可以直接体验的范围，如果再深至海底500甚至1000米，温度将会相差更大。那么，这个温差能不能被利用起来发电，甚至建成一座海洋热能转换厂呢？
 
美国一家航空航太公司洛克希德•马丁公司就看中了海洋这座巨大的能量库，打算建造一个大型海洋热能转换工厂，利用海洋的温度差来驱动热力发电机发电：将温暖的表层水抽进热交换器当中，利用低沸点的物质——液氨作为工作流体。温水泵把表层温海水抽上送往蒸发器，液氨吸收了温水的能量，沸腾并变为氨气，氨气经过汽轮机的叶片通道，膨胀做功，推动汽轮机旋转。然后，氨气进入冷凝器，深层的冷海水再重新将其冷凝为液态氨，而经历热交换后温度较高的海水再次被抽回海洋，如此，在闭合回路中反复进行蒸发、膨胀、冷凝，以此形成发电。
 
4、潮差：
 
 
一家英国公司向英国政府申请兴建世界第一座利用潮起潮落的潮差来发电的舄湖发电厂。“舄湖电力公司”选中的地点是威尔斯南部的“斯旺伊湾”(Swansea Bay)，电厂完成后，能为12万户以上家庭供电，为威尔斯提供9%电力需求。春潮创造高水位期间，发电量可达320百万瓦。该处平均水位4.5米，平均发电量为240百万瓦。
 
这项合作项目将斥资8亿5000万镑，将在斯旺伊港附近兴筑一道9.5公里长的防波堤，制造一个面积11.5平方公里的舄湖。海潮退落时，舄湖内、外的水位有其落差：湖内的水冲过涡轮，就能发电。同理，外面的海水灌入湖中时，也通过涡轮而发电。
 
看完上面各类神奇发电物体，是不是顿时觉得好像随手一伸，电就来了呢？期待科学家们能有更多更接地气儿的发现，让我们的生活电力十足！