一件 T 恤解决充电难题，Nature 子刊新研究：用人体当发电机
3 月 9 日，一篇《自然 · 通讯》上的论文介绍了可以存储人体能量的 “可穿戴微电网”。如果人们穿戴了这种设备，运动产生的动能与汗液都可以转化为电能为小型电子设备供电。
该论文由加州大学圣迭戈分校（UC San Diego）的研究人员完成，他们集成了生物燃料电池、摩擦发电机和超级电容三种设备，借此从佩戴者的运动中收集能量。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-21701-7
一、生物电池、发电机、电容三部分联网供电该技术的灵感来自于城市微电网，纳米工程博士、文章一作 Lu Yin 称，如同城市微电网集成了风能、太阳能等本地再生能源一样，可穿戴微电网集成了从人体不同部位收集能量的设备，存储运动时产生的能量并向小型电子设备供电。
根据论文，它由三个主要部分组成：汗水驱动的生物燃料电池，运动驱动的摩擦发电机和储能用的超级电容。所有部件都比较柔软，可以用水清洗，并且通过丝网印刷的方式印在了衬衫上。
▲生物燃料电池（来源：UC San Diego）
摩擦发电机则位于人体的前臂外侧和躯干两侧靠近腰部的位置，将运动中的能量转换成电能。
▲摩擦发电机（来源：UC San Diego）
胸部衬衫上方的超级电容会暂时存储两个设备收集到的电能，以此为小型电子设备供电。
▲超级电容（来源：UC San Diego）
这项研究并不容易，加州大学圣迭戈分校纳米生物工程学教授 Joseph Wang 在 2013 年，发表了关生物燃料电池通过汗液中，乳酸和氧分子交换电子从而产生电能的论文。
后来 Joseph Wang 团队对生物燃料电池和摩擦发电机进行整合，才研发出可穿戴微电网。
二、高效集成实现 30 分钟不间断供电Lu Yin 说，这项工作的主要创新内容不是两个设备本身，而是将所有设备系统集成在一起。
他强调，研究团队并非将 A 和 B 加在一起称为系统，其选择的零件都具备互相兼容的外形尺寸、匹配的性能和互补的功能，各种设备的集成十分完美。
可穿戴微电网借助生物燃料电池和摩擦发电机设备的特性，能够快速、连续地为设备供电：当佩戴者运动时，摩擦发电机立刻运转提供电力；流汗时，生物燃料电池便开始提供电力，并在佩戴者结束运动后持续供电。
两个设备的共同协作实现了快速启动与持续供电的结合。