文档介绍：脑洞大开“摩擦生电”有望拯救可穿戴设备续航可穿戴式设备(也称“穿戴式装置”)产品正夯,但是电池续航力却是可穿戴式设备市场成长的一大罩门。如果穿戴者可以随时随地为自己的装置充电,穿戴式设备就不再需要以大颗的电池来延长续航力了!如果摩擦生电奈米发电机的技术,在未来可以达到商业化的标准,一切梦想都可以成真了! 根据市场研究机构IDC的报告,在2014年,穿戴式装置(基本型及智能型)的市场出货量约1,960万台,在2015年,预估出货量将成长至4,570万台,(图一),%。图一、IDC穿戴式装置预估出货量如此乐观的预估,应是基于,在初期,人们对高科技产品的尝鲜及炫耀心理所建构出的消费行为,以及,以商品实用性甚至是必需品为导向的长期市场需求;而大家都很清楚的是,“实用性”才是穿戴式装置商品能够屹立不摇、生生不息的保证。穿戴式装置的“实用性”指针,除了功能(funcTIon)之外,最为重要的就是“续航力”了。以目前最夯的AppleWatch来说,每天晚上都得脱下来充一下电,消费者已经稍嫌麻烦了,若是24小时监测的医疗照护穿戴装置,也需要每天脱下来充电才能续用,这种东西的实用性已经被大打折扣了。以目前的产品表现来说,电池续航力的确是穿戴式装置市场成长的一大罩门。要提升穿戴式装置的续航力,可以从二方面着手,一是设计极低耗电的传感器、处理器、通讯模块等组件,以及优化系统的电源管理;二是改良电池技术。相较于半导体组件设计所获得的改良进展,电池技术则面临更多的挑战。现今厂商不仅要研发出续航力超强而且体积又小的电池,最好还能让电池具备可挠的特性,以搭配各种型态的穿戴式装置;而在未来,智能型穿戴式装置的功能势必更加强大,这也意味着装置内含的组件将会越来越多,结果就是耗电量将只会增不会减,因此,电池技术就必需要有重大的突破才能未雨绸缪。延长穿戴式装置的续航力,除了等待新电池技术的支持之外,还可以透过“改变充电的方式”让使用者“有感”,例如,具备(远距)无线充电功能的穿戴式装置,就可以在“不必脱下”的情况下随时充电,永远turnon,但前提是需配合无线充电发射器的装设位置(如图二);若是依照“能量采集”(EnergyHarvesTIng)的原理,将穿戴者本身产生的动能(摆动、摩擦)转换成电能来供电,则可以随时随地将电池充饱,而且也没有充电位置的限制,因此,穿戴式装置就可以全年无休的为您服务了。图二、远距无线充电示意图虽然能量采集的技术仍在研究阶段,但已有令人瞩目的突破进展,例如,美国乔治亚理工学院的王中林教授()及其团队利用“摩擦生电效应”(TriboelectricEffect),以及“静电感应”(ElectrostaTIcInducTIon)原理所设计出的摩擦生电奈米发电机(anogenerator;TENG)就是很好的例子,该团队在此研究议题上所获得的成果,已将单位面积发电密度(Ar