簡介
手掌熱量手電是15歲的加拿大女孩發明製造的一款環保節能手電筒,僅使用手掌的熱量發光。這款手電筒釋放的光線非常柔和,但足以發現鑰匙或者照亮書本的頁面,在一項測試中,發明者可使用手電筒大約半個小時,當時的環境溫度大約10攝氏度,依據溫差的不同能夠決定手電筒使用時間的長短。
這款手電筒僅是一個原型設計,之後將投入生產製造,但是發明者設計的組件功能非常強大,如果它投入使用和製造,她將試著將電子組件封閉包裝起來,使它不會與水等物質接觸,從而使用更長時間。
研發背景
加拿大女孩安-馬科辛斯基在接受媒體採訪時表示,幾乎人人都曾有過一個令人討厭的經歷,當迫切需要手電筒時,能夠找到一個手電筒卻未沒有電池。如果手電筒不使用電池,將避免大量的有毒電池掩埋在土壤中。因此開始研發手掌熱量手電。
發明過程
理念手掌熱量手電是一款通過熱電效應工作的手電筒,少量電流可在一種材料冷熱面之間產生。當研發者意識到人體散發的熱量是一種源源不竭、但卻一直被人們忽視的能源時,便開始利用課餘時間進行研究。如果手電筒不使用電池,將避免大量的有毒電池掩埋在土壤中,研發者利用珀爾帖效應原理成功發明出了一種通過手掌熱量來發電的環保手電筒。
實驗
首先,測量手掌熱量可產生大約57毫瓦電能,維持LED燈點亮需要的電能大約0.5毫瓦;接下來,使用另一種組件——珀爾帖瓷片,當一面受熱而另一面冷卻時將產生電流;最終,將珀爾帖瓷片和電路連線在一個中空鋁管上,管內氣體能夠冷卻珀爾帖瓷片,同時手掌加熱瓷片的另一面,在這種溫差效應下可產生電能。
原理
珀爾帖效應就是電流流過兩種不同導體的界面時,將從外界吸收熱量,或向外界放出熱量。由珀爾帖效應產生的熱流量稱作珀爾帖熱。
對珀爾帖效應的物理解釋是:電荷載體在導體中運動形成電流。由於電荷載體在不同的材料中處於不同的能級,當它從高能級向低能級運動時,便釋放出多餘的能量;相反,從低能級向高能級運動時,從外界吸收能量。能量在兩材料的交界面處以熱的形式吸收或放出。