人类的效率并不高。当我们走路时,我们每秒会浪费近20瓦特的能量。我们没有将所有卡路里都转化为抬升或前进的动力,而是将大部分卡路里转化为热量,并迅速消散。因此,我的同事和我提出了一种方法,可以收集人类运动中浪费的能量,并将其转化为约10瓦特的电能。
我们的设备基于一种称为“电润湿”的物理现象:如果你对某些液体施加电压,液体就会移动。这意味着你已经将电能(电流)转化为了机械能(运动的液体)。我们颠倒了这个过程,迫使液体在电极上移动。在鞋子里,有两个柔性塑料气囊,一个在脚跟下方,另一个在脚尖下方。气囊里充满了油和水的混合物,并通过一根细长的蛇形管连接。当你踩下脚跟时,你会压迫后方气囊,几毫升的液体通过管道流向前方的气囊。踩下脚尖时,过程则相反。
管子内壁衬有薄薄一层电极,当液体来回滑动时,电极就会充电——这是电润湿的反向过程。一个小型电池储存能量,你可以通过鞋跟上的微型USB端口获取这些能量。我们还发明了一种类似Wi-Fi的方式,可以将能量从鞋子传输到手机电池。军警可能会喜欢有稳定的电力供应,但我怀疑大多数人不会乐意处理连接到他们鞋子的电线。