新加坡南洋理工大學（NTUSingapore）的科學家們開發(fā)出一種柔軟且可拉伸的電池，可以通過人體汗液來供電。

原型電池由印刷的銀片電極組成，可在汗水存在的情況下發(fā)電。電池尺寸為2厘米x2厘米，像小紙繃帶一樣平坦，貼在柔軟且吸汗的紡織品上，該紡織品可拉伸并可連接到可穿戴設(shè)備，如手表、腕帶或臂帶。

為了證明當它被納入可穿戴生物傳感器和其他電子設(shè)備時的潛在用途，南大的科學家團隊用人造人體汗液測試了他們的設(shè)備。（圖片：新加坡南大）

為了證明當它被納入可穿戴生物傳感器和其他電子設(shè)備時的潛在用途，科學家團隊用人造人體汗液測試了他們的設(shè)備。

在另一項試驗中，該團隊報告稱，將電池戴在手腕上并騎固定自行車30分鐘的人能夠產(chǎn)生4.2V的電壓和3.9mW的輸出功率，足以為商用溫度傳感器供電設(shè)備并通過藍牙將數(shù)據(jù)連續(xù)發(fā)送到智能手機。

與傳統(tǒng)電池不同，該電池不含重金屬或有毒化學物質(zhì)，傳統(tǒng)電池通常使用對環(huán)境有害的不可持續(xù)材料制造。

作為可以減少有害電子廢物的更可持續(xù)的替代方案，汗液動力電池的開發(fā)反映了南大致力于尋找解決方案以減輕我們對環(huán)境的影響。這是南大在南大2025戰(zhàn)略計劃下尋求解決的人類四大挑戰(zhàn)之一。

材料學家李教授培道見，和臺大院長研究生學院，誰領(lǐng)導了這項研究，說，我們的技術(shù)預(yù)示著可穿戴設(shè)備的設(shè)計中以前無法到達的里程碑。通過充分利用無處不在的產(chǎn)品，排汗，我們可以看，不依賴于傳統(tǒng)電池的可穿戴式設(shè)備供電更環(huán)保的方式。它是由我們的身體產(chǎn)生的能量的近源保證。我們預(yù)計電池能夠各種可穿戴式設(shè)備提供動力。

該研究的共同第一作者、南大材料科學與工程學院研究員呂健博士說，傳統(tǒng)電池比以往任何時候都更便宜、更常見，但它們通常使用不可持續(xù)的材料制造對環(huán)境有害。它們在可穿戴設(shè)備中也有潛在危害，損壞的電池可能會將有毒液體濺到人體皮膚上。我們的設(shè)備可以提供一個真正的機會來完全消除這些有毒材料。

眾所周知，電子產(chǎn)品不喜歡濕氣，因此可穿戴設(shè)備通常完全封裝以防止汗水。這項工作將汗水從障礙變成了資產(chǎn)，表明它可以提高印刷互連的導電性，甚至可以在可穿戴、可彎曲的電池中使用汗水作為電解質(zhì)。這可能會開啟可穿戴電子產(chǎn)品設(shè)計的新范式。

重新定義電池供電方式

NTU制造的電池是通過將含有銀片和親水性聚（氨基甲酸乙酯-丙烯酸酯）（HPUA）的油墨印刷到可拉伸的紡織品上而制成的，這些油墨用作電池電極。

當銀片與汗液接觸時，其氯離子和酸度會使銀片結(jié)塊，從而增加其導電能力。這種化學反應(yīng)還會導致電流在電極之間流動。

當電池材料被拉伸時，其電阻會進一步降低，這意味著它可以在承受壓力時使用，例如用戶鍛煉時。

由于可拉伸織物的吸水性非常好，因此可以保留大量汗水，因此即使出汗率不一致，電池也能保持供電。這對于持續(xù)運作很重要，因為人體分泌的汗液量是可變的，并且取決于汗液所在的身體部位、環(huán)境條件和一天中的時間。

李教授補充說：“我們的設(shè)備可能比目前的技術(shù)更耐用，因為我們證明它可以承受佩戴者日常活動的壓力，以及反復(fù)承受壓力或汗水。

我們電池的纖薄尺寸還解決了可穿戴技術(shù)中的兩個問題：傳統(tǒng)紐扣電池無法實現(xiàn)對消費者有吸引力的時尚美感，而更薄的電池會降低產(chǎn)品攜帶足夠電量以維持一整天的能力。

研究人員計劃進一步探索人體汗液的其他成分的影響，以及體溫等因素如何影響電池的性能。