科學家將人們在睡眠狀態(tài)下身體的功耗定義為“基礎代謝率”。普通成年人的基礎代謝率平均為85瓦特，高于一臺家用電風扇的功率（40～60瓦特）。在這85瓦特中，肝臟和脾臟的總功耗約為23瓦特。肝臟是能量代謝和解毒器官，脾臟是重要的免疫器官之一，同時負責過濾和儲存血液。除去肝臟和脾臟，其余器官和組織按照功耗大小依次為：大腦（16瓦特）、骨骼肌（15瓦特）、腎臟（9瓦特）、心臟（6瓦特）、其他組織和器官（共16瓦特）。

那么，人能輸出多大的功率呢？在短跑時，普通人能達到300～400瓦特的輸出功率，但只能維持幾分鐘。受過專業(yè)訓練的自行車運動員，能保持數(shù)小時如此強度的功率輸出。世錦賽男子100米短跑選手，甚至能在短時間內爆發(fā)出2000瓦特的輸出功率。這個數(shù)字聽上去很大，但就連老掉牙的“幸福250”摩托車的最大輸出功率都能達到7300瓦特?？磥?，人的輸出功率確實很一般。

據(jù)科學家統(tǒng)計，一個吃飽飯、干勁十足的成年體力勞動者，可以在8小時的工作時間內持續(xù)保持75瓦特的做功輸出。不過，要將這些機械能轉化成電能等其他形式的能量，勢必會有損耗。例如，我們在戰(zhàn)爭片中經(jīng)?？梢钥吹揭粋€背著戰(zhàn)地電話的電話員，在撥打電話前他必須卯足勁兒，轉動好幾十下固定在電話機上的手搖桿，才能通過電話內置的小型電磁發(fā)電機，給電話機（5～10瓦特）提供足夠的電能用于通信。據(jù)轉過戰(zhàn)地電話手柄的人回憶，這種設備轉動起來相當吃力，沒有強健的體格根本轉不了一圈。

在智能手表已經(jīng)十分普及的今天，能不能讓智能手表直接從人體獲得電能呢？讓人轉手柄發(fā)電的方法肯定是難以推廣的，因此一些科學家想到了利用人類身體的熱量。為了滿足一天24小時的能量需求，一個成年人一天要從食物中獲取約2000千卡的能量。我們從食物中獲得的能量有三個歸宿：其一，用于維持我們身體運作;其二，被轉化成脂肪儲存起來;其三，轉化成熱量。其中，許多熱量并沒有被我們所使用，而是通過我們皮膚和呼出的氣體持續(xù)散佚到周圍環(huán)境中，而且總量還不少，這也是為什么冬天人多的房間更暖和的原因。

既然人體會持續(xù)散佚熱量，那么我們?yōu)楹尾粚⑦@部分廢熱收集起來，為低能耗的電子設備供電呢？

1821年，德國物理學家塞貝克發(fā)現(xiàn)，用兩種不同材料的金屬導線連接冷源和熱源，在這樣的回路中能夠產(chǎn)生電流。他將這種由溫差產(chǎn)生電流的效應稱為熱電效應。如果我們佩戴上一塊配備有熱電發(fā)電裝置的手表，那么只要我們體溫高于外界溫度，這塊手表就能利用溫差進行發(fā)電。這樣的熱電裝置每平方厘米的發(fā)電功率約為30微瓦，而普通電子表的功率僅約為5微瓦。

2016年，某智能手表廠商推出了一款熱電智能手表，但其功能十分寒酸：除了普通手表的計時功能，只有簡單的計步、熱量計算和睡眠跟蹤功能。這很可能是因為手表內部本就不富裕的空間在被塞進不小的熱電模塊后，就裝不下其他類型的傳感器了。

休息狀態(tài)下人體平均耗能為85 瓦特

相比手表，人體醫(yī)用植入設備更需要免更換電池的特性。科學家正在想辦法提高熱電裝置的發(fā)電效率，從而讓植入醫(yī)療設備可以從人體獲取能量，免去患者定期取出設備、更換電池的痛苦。

一些胃病患者吃下食物后，胃部無法正常收縮，導致食物不能從胃部排空進入腸道。為了維持正常的胃動力，醫(yī)生需要給他們植入人工胃起搏器。胃起搏器是一個長約6厘米的裝置，可以通過電擊胃部肌肉，恢復胃部蠕動，使患者的消化系統(tǒng)正常工作。目前的熱電裝置已經(jīng)可以利用0.3 ℃左右的溫差進行微弱發(fā)電，這為未來醫(yī)用設備完全從人體獲得能量做好了準備。

將人體的熱量轉化成電能，熱電裝置必須柔韌、纖薄且無毒。雖然薄片式的熱電發(fā)電裝置不如那些有大型熱儲單元的熱電發(fā)電裝置的發(fā)電效率高，但無論是智能可穿戴設備還是醫(yī)療植入設備，它們中多數(shù)的平均功耗都在微瓦級，薄片式熱電發(fā)電裝置已足夠支撐這些設備。即便要支持更高功耗的設備，也不是沒有辦法。一些科學家將熱電發(fā)電薄膜植入衣物中，利用面積較大的腰腹部進行熱電發(fā)電，有效解決了為更大功率設備供電的問題。

不僅人可以使用熱電發(fā)電裝置，就連“好奇號”火星車和“旅行者2號”等深空探測器都配備了熱電發(fā)電模塊。旅行者2號的該模塊能夠持續(xù)運轉40年，在此期間，該模塊會將電能源源不斷地供給“旅行者2號”。

排空能力弱的胃需要人工設備的刺激

已經(jīng)飛至太陽系邊緣的“旅行者2號”探測器，其中就配備了熱電發(fā)電模塊