一、引言
未來的世界將會是什麼樣子?你有憧憬过過未來的世界吗嗎?你能想象未來將有可能是一個充滿電的神奇世界嗎?看到最後一個問題,你可能會有疑問:現在不就是一個電力世界了嗎?電燈、電扇、電車、電冰箱、電空調……對此,我衹能説No!我所説的電力世界不儘是各種電器,更多的是神奇的發电装置及電力傳輸系統,説它神奇,那麽它神奇在何處呢?本文就是結合當下技术,腦洞大開,制造的盗夢空間,那麽還等什麽,快來跟我一起探尋未來世界吧!
二、創意背景
正如电腦要耗電,卡車要耗油,人体的日常活動也要消耗能量。根据科學研究,一個成年人生活中每天大概需要消耗8000—10000仟焦耳的能量,經過能量單位的轉換,這些能量相當於兩到三度電。是否還記得生物學中有一種名為桑基魚塘的生產經营模式?通過蚕沙(蚕粪)喂魚,塘泥肥桑,栽桑、養蚕、養魚三者結合,形成桑、蚕、魚、相互促進的良性循环,將能量進行多級利用。那麽如果在生活其它方面也進行类似的運用,將健身、騎車、甚至是行走所消耗的能量進行再次利用,再通過設备把這些能量轉換為電能,並再次用於其它方面,以中國近14億龐大的人口,每天所轉化的電將會想當可觀。我們甚至可以大力發展電力系統,或許有一天,電力艦船,電力飛機穿行於世界的各個角落也説不一定。因此我們結合當下技术,大胆進行想象,提出以下构想。
三、設计原理及應用
1.塞貝克效應又稱作第一熱電效應,是指由於兩種不同電導體或半導體的温度差异而引起兩種物質間的電压差的熱電現象。一般規定熱電势方嚮為:在熱端電流由負流嚮正。
我們可以研究利用熱電材料,將它們和衣物結合在一起,利用人體与外界的温差進行發电,人體常温37攝氏度,一般情況下都會与外界存在一定温差,因此我們可以將人體白白喪失的熱量給利用起來,轉化為電能並存儲。我們可以研究一種高效、輕便、室温可用的熱電材料,在衣服的設計上采取部分防水措施,防止水破坏電路,這樣纔能使人們在感到舒适的同時獲得電能。我們還可以結合無綫充電技术,發送和接收電能,不但將電能傳遞給其他人使用,還可以接收電能,並反嚮應用熱電材料進行制冷和制熱,提高人們户外活動的舒適度。
2.压電效應:某些電介質在沿一定方嚮上受到外力的作用而变形時,其內部會產生極化現象,同時在它的兩个相對表面上出現正負相反的電荷。當外力去掉後,它又會恢复到不帶電的狀態,这種現象稱為正压電效應。當作用力的方嚮改變時,電荷的極性也隨之改變。压電材料可以分成压電單晶體、压電多晶體(压電陶瓷)、压電聚合物和压電复合材料四種。在這裡需要用到压電聚合物部分有机高分子材料。
生活中压力無處不在,而人頻繁施压的物體是我们的鞋子,正確的说是鞋底,在我們走路、跑步的過程中,我們也在頻繁的對鞋底施压,所以以压電材料作為鞋底的材料之一,是我們實現走路發电的一大步。我們將压電材料置於鞋底夹層中,配上電路電池對走路產生的電能進行儲存,並在電路和材料周围做好防水的準備,預防刷洗鞋子是損坏電路。
(未完待續。。。)