上了央視的人體熱發(fā)電材料，真能把人變成“行走的充電寶”？

2026 年 3 月 7 日，央視新聞報(bào)道了一則振奮人心的科技新聞：中國(guó)科學(xué)院的科學(xué)家最新研發(fā)了塑料熱電薄膜，可以利用人體與外界的溫差，把熱量轉(zhuǎn)化為電能。

有了這種材料，身上的衣服就可以用來(lái)發(fā)電，給隨身的電子設(shè)備充電。這款新材料的 zT 值高達(dá) 1.64，性能世界第一，有了它，就可以把人變成“行走的充電寶”[1]。這項(xiàng)成果發(fā)表在 3 月 6 日的《科學(xué)》雜志上[2]。

怎么樣？人體發(fā)電，是不是聽(tīng)著就很科幻？感覺(jué)又一場(chǎng)全新的能源革命就要來(lái)了。

但是，如果你把人體發(fā)電的原理弄明白，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)科學(xué)突破確實(shí)很牛，也確實(shí)是遙遙領(lǐng)先，但是，它對(duì)我們的生活，真的沒(méi)啥用處。

我猜你在心里說(shuō)：不可能，絕對(duì)不可能！

如果這項(xiàng)技術(shù)沒(méi)用，央視干嘛要報(bào)道？《科學(xué)》雜志為啥要刊登？為啥這條新聞最近全網(wǎng)都在熱議？

不信沒(méi)關(guān)系，我馬上就用大白話，把人體熱發(fā)電的原理給你說(shuō)明白。

人體熱發(fā)電這件事其實(shí)跟人體沒(méi)關(guān)系，產(chǎn)生電流的能量來(lái)自于溫差。任何導(dǎo)體，只要兩個(gè)部位存在溫差，就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生電壓，這就是塞貝克效應(yīng)[3]。

產(chǎn)生電壓的原理也非常簡(jiǎn)單，因?yàn)閷?dǎo)體上熱的那一端，電子就會(huì)因?yàn)闇囟雀叨鴦?dòng)能變大。動(dòng)能大了，自然而然就會(huì)往冷的地方跑。冷的地方電子堆積得多了，就形成了一個(gè)負(fù)極，而熱的一端因?yàn)殡娮优艿袅耍托纬闪苏龢O。這就形成了一個(gè)溫差電池。

只要用導(dǎo)線把正負(fù)極連起來(lái)，形成一個(gè)閉環(huán)，電子就會(huì)循環(huán)流動(dòng)，這樣就產(chǎn)生了電流。而這整個(gè)過(guò)程的能量來(lái)源，就是你身體散掉的那些多余熱量驅(qū)動(dòng)的。

人體熱源圖，圖源網(wǎng)絡(luò)

中科院的這個(gè)新材料，之所以能拿下世界第一，有三個(gè)地方特別厲害。

第一，是材料的柔性特別好。柔性好，就能做到緊緊貼在皮膚表面，也可以與布料結(jié)合，做成衣服，完全不影響日常穿戴。

第二，是特別隔熱，它能最大限度地阻止身體的熱量直接漏走，逼著熱量只能通過(guò)“電子移動(dòng)”這條路傳遞，這樣就能大大提高發(fā)電效率。

第三，就是發(fā)電效率特別高。按照論文中提到的數(shù)據(jù)，這款材料的 zT 值達(dá)到了 1.64，這是目前全球柔性有機(jī)熱電材料里，當(dāng)之無(wú)愧的第一名[4]。

溫差發(fā)電原理圖

所以從科研角度來(lái)說(shuō)，這絕對(duì)是硬成果、真突破，值得我們?yōu)榭蒲泄ぷ髡唿c(diǎn)贊。但是，新聞中說(shuō)的應(yīng)用場(chǎng)景，比如說(shuō)做成衣服，人體發(fā)電，實(shí)現(xiàn)給便攜設(shè)備充電這種目標(biāo)，其實(shí)是意義不大的。

答案很簡(jiǎn)單，我們只要用論文里提到的真實(shí)參數(shù)計(jì)算一下，看看這項(xiàng)技術(shù)制作的衣服，到底能發(fā)多少電就知道了。

熱電材料的發(fā)電功率，主要通過(guò)功率因子、溫差和面積來(lái)計(jì)算。

在日常最常見(jiàn)的場(chǎng)景下，皮膚溫度 37℃，室溫 27℃，兩者之間的溫差就是 10℃。 如果一件衣服用了1平方米的發(fā)電材料，再把官方提供的 772μW 的參數(shù)帶入，就能算出，這樣一件衣服在 10℃ 溫差下的輸出功率約為 0.077瓦，也就是 77 毫瓦。而對(duì)應(yīng)的電壓只有可憐的 0.28V[5]。

你可能對(duì)這個(gè)功率沒(méi)啥概念，咱們對(duì)比一下日常電子設(shè)備的真實(shí)功耗就明白了。一臺(tái)智能手機(jī)的運(yùn)行時(shí)功耗在 500 毫瓦到 2000 毫瓦之間。一個(gè) VR 頭顯在工作的時(shí)候，功耗在 3000 毫瓦到 10000 毫瓦之間。就算是手機(jī)待機(jī)，功耗也有 100 到 300 毫瓦。想靠一件衣服發(fā)的電支撐，是絕對(duì)沒(méi)可能的。

你可能會(huì)說(shuō)，智能手環(huán)、智能手表這類(lèi)產(chǎn)品耗電低，應(yīng)該能帶動(dòng)吧。

這倒是沒(méi)錯(cuò)，智能手環(huán)、智能手表的待機(jī)功耗可以做到低于 1 毫瓦以下，顯然是人體熱發(fā)電技術(shù)能維持的設(shè)備。但是，要知道，智能手環(huán)充電一次，常常可以持續(xù)待機(jī)十幾天，我們并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)穿一件充電衣給手環(huán)充電的需求。

佩戴智能手環(huán)，圖源網(wǎng)絡(luò)

最糟糕的是，就算是智能手環(huán)，充電電壓也要達(dá)到 3.7V 才可以，就算是你想用人體發(fā)電的方式給手環(huán)充電，0.28V 的電壓，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到手環(huán)的最低工作電壓。換句話說(shuō)，這么低的電壓，你充一輩子也別想把設(shè)備充滿電。

你可能想問(wèn)，電壓低，用變壓器升壓可不可以呢？

答案是，也不行。雖然電壓可以提升，但能量守恒是鐵律，升高電壓并不會(huì)增加人體發(fā)電的總能量，只會(huì)改變電壓和電流的比例。0.077 瓦的功率，就算升到手機(jī)需要的 5V 電壓，電流也只剩下 15 毫安左右，這點(diǎn)電流，根本達(dá)不到讓充電電路運(yùn)行起來(lái)的最低值，更別說(shuō)充電了。

所以，哪怕加上升壓模塊，它也依然沒(méi)有辦法給我們身邊的電子設(shè)備供電。

還有人會(huì)說(shuō)，這只是技術(shù)突破而已，以后隨著技術(shù)水平的提升，它的充電能力也會(huì)越來(lái)越強(qiáng)的。這話聽(tīng)著沒(méi)錯(cuò)，但還是不行。

這項(xiàng)技術(shù)還能提升，這是肯定的，但它的物理原理決定了，就算是提升，也不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)的飛躍。再技術(shù)突破，也突破不了低功率、低電壓的本質(zhì)，更不可能達(dá)到給手機(jī)、VR 頭顯充電的水平。

最核心的瓶頸來(lái)自于有機(jī)熱電材料的微觀結(jié)構(gòu)。在此類(lèi)材料中，塞貝克系數(shù)與電導(dǎo)率是相互制衡的關(guān)系。用大白話來(lái)說(shuō)，就是電壓的提升會(huì)導(dǎo)致電流的降低，總體而言，總輸出功率就極難提升。

另外，人體體溫有天然上限，這就導(dǎo)致人體和自然界的溫差有一個(gè)極限，而電壓則是溫差和材料特性共同決定的。

最悲催的是，人體熱發(fā)電的效率比光伏發(fā)電要低好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這就導(dǎo)致隨便在衣服或者書(shū)包上貼一塊太陽(yáng)能電池板，就能完美地解決幾乎所有人體熱發(fā)電的場(chǎng)景。

而且，可以制造衣服的柔性太陽(yáng)能電池板，比人體熱發(fā)電材料更加成熟。2025 年，華中科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)的有機(jī)太陽(yáng)能電池，就已經(jīng)突破了 16% 的發(fā)電效率，遠(yuǎn)超人體熱發(fā)電的實(shí)用水平[6]。

可拉伸的柔性太陽(yáng)能電池（圖源論文）

柔性光伏材料在有光環(huán)境下，哪怕是室內(nèi)燈光環(huán)境里，發(fā)電效率都是遠(yuǎn)超人體熱電的。從實(shí)用性角度來(lái)看，可以對(duì)人體熱電材料實(shí)現(xiàn)全方位碾壓。說(shuō)碾壓都有點(diǎn)兒不尊重光伏發(fā)電了，因?yàn)閮烧卟罹嗵螅呀?jīng)失去了可比性。

看到這里，你可能想說(shuō)，總有人體熱發(fā)電材料的用武之地吧，比如一個(gè)完全無(wú)光的環(huán)境里，人體熱發(fā)電材料不就有用武之地了嗎？答案是，還是不行。

比如，宣傳里說(shuō)，人體熱發(fā)電材料可以為安裝在體內(nèi)的醫(yī)療傳感器供電，有體溫就有電。這個(gè)想法挺好，但實(shí)際上不行。因?yàn)槿梭w熱發(fā)電的原理不是體溫，而是溫差，所以必須確保薄膜的兩邊溫度不同才行。只有體溫，是無(wú)法產(chǎn)生電流的。

人體內(nèi)部的醫(yī)療傳感器其實(shí)早就有更好的供電方式，體表無(wú)線供電、光電供電以及射頻供電都能解決這類(lèi)問(wèn)題。這些方式不僅功率足夠大，技術(shù)也更成熟。

再說(shuō)其他沒(méi)有陽(yáng)光的地方，比如太空、極地和深海。宣傳里說(shuō)，人體熱發(fā)電是這些極端環(huán)境的救星。但你只要稍微了解一下就知道，在這些真正需要長(zhǎng)期穩(wěn)定供電的黑暗場(chǎng)景里，核電池才是絕對(duì)的主角。

核電池工作原理圖

核電池的穩(wěn)定性、能量密度、使用壽命，也是全方位碾壓人體熱發(fā)電的[7]。而且核電池幾十年不用換，不受任何環(huán)境影響[8]。這樣的環(huán)境里，人體熱發(fā)電那點(diǎn)功率和穩(wěn)定性，根本就沒(méi)有上場(chǎng)的機(jī)會(huì)。

把所有用途都堵死之后，這款新材料的真實(shí)身份終于露了出來(lái)：它不是什么改變世界的能源革命，也不是我們期待的人體充電寶，只是一個(gè)黑暗環(huán)境里、低成本、低功耗、免維護(hù)、可替代、非剛需的微型電源。

它不是穿戴革命，不是手機(jī)和 VR 的未來(lái)電源，更不是能顛覆我們?nèi)粘Ｉ畹暮诳萍迹褪且粋€(gè)在實(shí)驗(yàn)室里很厲害、很耀眼，但在現(xiàn)實(shí)生活中，卻非常邊緣、幾乎用不上的技術(shù)。

可能有人會(huì)覺(jué)得，我寫(xiě)這篇文章，就是故意唱反調(diào)，只要看見(jiàn)中國(guó)又拿了“世界第一”就上來(lái)踩兩腳。但我真沒(méi)有這個(gè)意思。

中科院的這項(xiàng)成果，在材料科學(xué)領(lǐng)域非常強(qiáng)，其背后也不是幸運(yùn)，而是扎實(shí)的理論突破。科研工作者的付出和努力，值得我們尊重和肯定。

但我們必須分清一個(gè)道理：科研厲害不等于能改變生活，很多看起來(lái)酷炫、上新聞的技術(shù)，其實(shí)離我們的日常需求還很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)。面對(duì)這類(lèi)技術(shù)，給出“能源革命”、“人體充電寶”這樣的報(bào)道，是對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的誤解，也是對(duì)科普工作的不尊重。

宣傳的豐滿與現(xiàn)實(shí)的骨感之間，確實(shí)存在巨大落差，但正視這種落差，客觀看待技術(shù)的價(jià)值和局限，才是我們面對(duì)科學(xué)最該有的態(tài)度，不是嗎？

[1]https://en.people.cn/n3/2026/0306/c90000-20432629.html

[2]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx9237

[3]http://www.weilianchina.com/news/wl288.html

[4]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx9237

[5]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx9237

[6]https://news.qq.com/rain/a/20250211A07QMS00

[7]https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU0ODM4OTkyNg==&mid=2247484650&idx=1&sn=2cc3a2468cca30a0b9f22aa16c9d7d1e&poc_token=HI_FrmmjVzGhtibvBO4K9Qe4kdDnoMM9D9fnHpNW

[8]https://www.360wenmi.com/f/cnkey0lfpl5q.html