自给自足的人体生物发电①能源危机和环境污染是当今世界各国人民都非常关心的两件大事。目前,大部分国家的电力生产以利用矿物燃料的火力发电为主。但是,用这种方式发电,效率很低,大量的热能被白白浪费,并且还带来严重的硫污染和热污染。于是一些科学家为了开发更多的新能源,已把研究课题转向人类自身的生物能这一领域,利用人体生物能发电现已初见成效。
②人体中存在着一些化学物质,它们之间在发生反应时会产生化学能量。像新陈代谢过程中,葡萄糖和氧分子的反应过程中就有能量释放,若稍加利用,这种能量就可以转化为电能。根据这一原理,科学家开始了人体生物电池的研究。
③据专家介绍,人体生物电池的电极由两根长2厘米、直径约1/7000纳米的碳纤维制成,在每根碳纤维的外层还涂有一种聚合物,此外还有一种作为催化剂的葡萄糖氧化酶。聚合物的作用是将碳纤维与葡萄糖氧化酶连接成一个电路,而葡萄糖氧化酶则是用来加速葡萄糖与氧分子的化学反应。这种人体生物电池在37℃、pH为7.2的环境下工作,这很接近人体血液的温度和酸碱度。它产生的动力可以驱动一个监控糖尿病的小型传感器。
④人体生物能发电还有其他形式。当一个人坐着或站立时,就会持续产生重力势能。此时,若能采用特制的重力转换器,就能将这种重力势能转换成电能。美国有一家公司将发电装置埋在行人拥挤的公共场所,外面是一排踏板。当行人从踏板上走过时,体重压在踏板上,使与踏板相连的摇杆向另一个方向运动,从而带动中心轴旋转,使与之相连的发电机启动。
⑤除此以外,人体生物能中的热能也可被利用。人每天都要散发大量的热能,而且是通过辐射传播出去的。一般一个50千克重的成年人一昼夜所散发的热量约为2500千卡,利用人体的热能制成的温差电池,可以将人体的热能转换成电能。这种温差电池做得很精致,只要放在衣服口袋里就能工作。它可以起到电源的作用,给助听器、袖珍电视机、微型发电机等供电,可谓自己发电自己使用。
⑥人体能源可以说是取之不尽、用之不竭,而且没有污染。如此神奇的能源是我们每个人都具有的,充分利用它,便会为我们的社会节约更多的能源,希望这种新型的能源会越来越多地造福于人类。
(节选自《能源科学的奥秘》,有改动)