人體與環境溫度存在溫差，利用溫差發電技術，完全可以實現人體體溫發電，產生電壓，實現“體溫充電寶”功能簡單又方便。

什麼是溫差發電技術？

1821年，德國人塞貝克（Seebeck）發現，在兩種不同金屬（銻與銅）構成的迴路中，如果兩個接頭處存在溫度差，迴路中就存在電動勢，這就是塞貝克效應。

溫差發電技術，它是利用熱電半導體材料的溫差電效應—賽貝克效應，將熱能直接轉換為電能。

熱電半導體利用塞貝克效應實現溫差發電。N 型半導體和P 型半導體上端透過導流片連線，下端則由閉合電路連線。對其上端加熱，另一端散熱，在溫度梯度下半導體冷熱兩端載流子分佈發生變化，由N型半導體和P型半導體組成的迴路中由於有溫差電動勢存在而產生電流。

這種效應所形成的電壓很小，通常只有毫伏甚至微伏級別，其能夠輸出電流也比較小。但是透過多個單元的串並聯組合，即可增大其輸出電壓和電流，構成規模發電裝置。

“體溫充電寶”如何實現？

只要存在溫差，溫差發電模組就能發電，產生電壓。人體與環境溫度常存在溫差，利用溫差電技術完全可以轉化為電能為手機充電。由於溫差發電的效率問題，要想達到手機充電所需的電壓和電流，需要足夠的溫差和發電器件組合。人體一端的問題相對固定，另一端的溫度要高於或低於人體端才可以。

正常情況下，人體會發出紅外波，人體基礎代謝24 h 內會產生大量的熱能。人體的主要散熱部位是面板，當環境溫度低於體溫時，大約70%的體熱透過面板的輻射、傳導和對流散熱消耗掉。四肢末梢面板溫度最低，越接近軀幹、頭部，面板溫度越高。

手機鋰電池的額定電壓一般為3。6V-3。7V。人體面板單位面積單位時間輻射的熱量約為32。65 W/m2，由能量轉換定律可知，面積為1 平方米的人體面板輻射1 小時的能量約為32。65 Wh，如果以0。2 C（160 mA）的充電率給鋰離子電池充電，則需要5 小時可充滿能量為2。88 Wh的鋰離子電池， 其能量轉化效率的理論值約為1。76%。前蘇聯人Telkes在1947年研製出的一臺溫差發電器，其發電效率已經達到5%。因此，利用人體的體溫為手機充電在能量轉換方面是完全可以實現的。

但是，由於環境溫度不穩定，熱源和冷源兩者之間的溫差很難穩定，則半導體熱電材料產生的電壓就很難穩定，不滿足鋰離子電池充電要求，為此必須對電壓進行穩壓處理後才可給鋰離子電池充電。

體溫與外界環境之間的溫差較小，發電模組產生的電壓也較小，採用升壓器件可解決過多熱電材料發電模組串並聯問題。一般情況下，可以利用升壓DC/DC 轉換器件來現升壓和穩壓。

熱電材料效能是溫差發電系統的核心。一般用溫差電優值評價熱電材料效能，它與塞貝克係數、熱導率和電導率有關。目前器件轉換效率最高已經達到10%以上。

溫差發電具有廣闊的未來

溫差發電器，是一種靜態的固體器件，沒有轉動部件，體積小、壽命長，工作時無噪聲，而且無須維護，已經成為電源研發的熱點。縱觀我們周圍，溫差發電的利用機會太多了，因為在我們的周圍有著太多的“餘熱”可以利用，比如，廢汽熱、廢水熱、廢火熱等。

溫差發電技術是綠色環保的發電技術，是一種新的能源產生形式，可將低品位熱源的熱量有效地轉化為電能，減少了能量消耗，緩解了環境汙染。未來隨著高效能溫差電材料製備、元件器生產、裝置熱電效能等關鍵技術的突破，相信在能源資源緊張的今天，溫差發電應該會有一席之地。