利用汗液为电池充电？NTU 科学家最新研究成果

南洋理工大学的研究人员开发出一种柔软且可拉伸的电池，并利用人体汗液为其提供动力。这种电池可以帮助减少有害的电子废物，科学家们相信它可能会导致可穿戴技术行业的创新。

研究人员合影，来源：NTU

汗液能为电池充电？

是的，这是南洋理工大学研究人员最新发布的新研究成果。研究人员开发出一种柔软且可拉伸的电池，并利用人体汗液为其提供动力。

原型电池由印刷的银片电极组成，可利用汗液发电。电池尺寸为 2 厘米 x 2 厘米，像小纸绷带一样平坦，贴在柔软且吸汗的纺织材料上，该纺织材料是可拉伸的，并可连接到可穿戴设备，如手表、腕带或臂带。

这种电池可以帮助减少有害的电子废物，因为它不含重金属或有毒化学物质，科学家们相信它可能会引领可穿戴技术行业的创新。

汗液充电的可穿戴电池

NTU 制造的电池是通过将含有银片和亲水性聚（氨基甲酸乙酯-丙烯酸酯）（HPUA）的油墨印刷到可拉伸的纺织品上而制成的，这些油墨用作电池电极。

当银片与汗液接触时，其氯离子和酸度会使银片结块，从而增加其导电能力。这种化学反应还会导致电流在电极之间流动。

当电池材料被拉伸时，其电阻会进一步降低，这意味着它可以在承受压力时使用，例如用户锻炼时。

电池原理， 图片来源：发表论文

由于可拉伸织物的吸水性非常好，因此可以保留大量汗水，即使出汗速度不一致，电池也能保持供电。这对于持续运作很重要，因为人体分泌的汗液量是可变的，并且取决于汗液所在的身体部位、环境条件和一天中的时间。

Lee教授补充说：“我们的设备可能比目前的技术更耐用，我们证明了它可以承受佩戴者日常活动所受到的压力。我们电池的纤薄尺寸还解决了可穿戴技术中的两个问题：传统纽扣电池无法实现对消费者有吸引力的时尚美感，而更薄的电池会降低产品续航能力。”

研究人员计划进一步探索人体汗液的其他成分的影响，以及体温等因素如何影响电池的性能。

新型电池更环保

这种电池可以帮助减少有害的电子废物，因为它不含重金属或有毒化学物质，科学家们相信它可能会导致可穿戴技术行业的创新。

作为可以减少有害电子废物的更可持续的替代方案，汗液动力电池的开发反映了NTU致力于寻找替代方案，以减轻对环境的影响。

领导这项研究的材料科学家、南大研究生院院长 Lee Pooi See 教授说：“我们的技术预示著可穿戴设备设计中前所未有的里程碑。通过利用无处不在的产品汗水，我们可以寻找一种更环保的方式来为可穿戴设备供电，而不依赖于传统电池。它是我们身体产生的几乎可以保证的能量来源。我们希望电池能够为各种可穿戴设备供电。”

研究人员在测试，图片来源：NTU

该研究于 7 月发表在科学期刊《Science Advances》上。南大的企业和创新公司 NTUitive 也已提交了汗液动力电池的专利申请。

该研究的共同第一作者、南洋理工大学材料科学与工程学院研究员Lyu Jian博士说：“传统电池比以往任何时候都更便宜、更普遍，但它们通常使用对环境有害的不可持续材料制造。它们在可穿戴设备中也有潜在危害，损坏的电池可能会将有毒液体溅到人体皮肤上。我们的设备可以提供一个真正的机会来完全消除这些有毒物质。”

参考文献：

1. Paper titled ‘Printable elastomeric electrodes with sweat-enhanced conductivity forwearables’ published in Science Advances, 14 July, 2021, 8433.

2. “Break a sweat to recharge this battery” NTU Media Release.