若是可以将人体体温转换成电力，人们将拥有取之不尽的用电来源，而现在美国科学家已运用常见的木材，研发出神奇又永续的热电设备，有望让体温发电梦想成真。
热电发电概念源于热电效应（thermoelectric effect），基本上就是善加利用温度差，将温度差转换成电压，温差愈大所产生的电力就愈强，然而人体与外界温差注定不会“过大”，这便是体温发电难以实现的难题之一。
对此，美国马里兰大学学院市分校团队想出一项解决方案，以树木的水分运输方法为发想，试图打造木材奈米薄膜、运用奈米离子来捕获人体与外界些许的温度梯度。
众所周知，树木是从根部吸收水分，水进入根部维管束的木质部后，再经过漫长的旅途抵达其他部位。木质部的管径相当细，差不多是以奈米或是更小的单位来计算，这样一来才植物可以透过压力或是蒸散作用让水分往上流动，美国马里兰大学学院市分校团队便想开发类似管道来控制离子运输。
研究团队首先选择环境影响低、生长速度快且常用于乐器的椴木（Basswood），把木质素与半纤维素（hemicellulose）剔除，其中去除前者可以提高木材硬度，后者则能调整纤维素的结构，可说是提升离子传导性的关键要素。
最后研究团队把完好的木头变成一片薄薄的挠性薄膜，为了让薄膜可带电，团队也在薄膜上镶上白金电极，让钠基电解质渗透到纤维素中。团队指出，运用全新的木质技术，设备可以透过较小的温度差产生离子电压，一旦特定的电流／离子通过薄膜就能发电。
（Source：美国马里兰大学学院市分校）
论文第一作者 Tian Li 指出，这种带电管道可以在奈米纤维上形成电场，就能在温度梯度较小的情况下控制离子运动。
团队指出，该研究也是首次证明这类纤维素薄膜的应用潜力，还可以当成奈米流体和分子流之中的离子选择薄膜（ion selective membrane），进一步扩大纤维素在奈米离子的应用范围。
目前该团队尚未公布热电能量转换率，仅表示新型离子导体温度梯度比（thermal gradient ratio，注）约为 24mV K -1，是现有技术的两倍以上，团队则认为，透过新型木质技术，科学家已经研发出既灵活、生物相容性高的热电转换设备，未来有望朝大规模制造发展。
- UMD Researchers’ Wood-based Technology Creates Electricity from Heat
- Cellulose ionic conductors with high differential thermal voltage for low-grade heat harvesting
注：温度梯度比类似于热电反应的塞贝克系数（Seebeck coefficient）。
（首图为椴木，来源：Flickr/Katja Schulz CC BY 2.0）
