振動發電電池：只有我最搖擺
雖然微型振動發電機發出的電量有限，但還是能夠滿足遙控器、LED光源等設備的使用。
雖然內置鋰離子充電電池已經出現在越來越多的手持設備當中，但是傳統的堿性鋅錳干電池還是有它的用武之地。我們經常能夠在鬧鐘、遙控器之類的小設備上見到這類電池，而垃圾桶上也一般都設置了專門回收廢電池的小倉以避免隨便拋棄帶來的污染。
最近的一項技術改進也許能夠讓這類電池的污染更少一點：日本兄弟工業公司(Brother Industries Ltd)最近開發出一種外形像是干電池的微型發電機，能夠產生數十到一百多毫瓦的電力，足以滿足遙控器這類低耗電設備的需要。只要搖上幾秒鐘，就足以將電視的頻道換個遍。
這種技術被叫做VpGB，是“振動發電電池(Vibration-power Generating Battery)”的縮寫。它由一個微型振動發電機和一個電容構成，十分適合家庭設備使用。看起來這像是很快會出現在我們生活中的產品，不需要改變現有其他用電產品的設計，可能是它最大的優點之一。
振動發電技術已經有些歷史了，而人們也依然在開發更多這類能夠將機械能轉變成電能的工具。荷蘭一家夜總會利用彈簧地板收集人們舞動時的能量并且將其轉化為電能供應照明，已經成了新能源行業的一個經典案例，但是這種方式顯然不適合家庭使用。在微型化振動發電的領域，幾年前就已經有了與這塊電池相似的產品問世。
最傳統的做法是使用一塊懸掛的磁鐵，發電機是通過電磁感應來完成能量轉換的。電磁感應則是通過將線圈放置在一個變化的磁場中產生，這個過程和大型發電廠的大型發電機類似。大多數微型發電機體積只有一立方厘米。在2007年，英國南安普頓大學的一個研究小組就已經開發出了如同方糖大小的振動發電機，并且試圖將其用于工業領域的傳感器上，例如煤礦、油田、化工廠或者其他類似惡劣環境下的監控設備等等。他們甚至還計劃將這種發電機進一步微型化之后植入人體，為那些需要長時間供電的醫療設備提供電力，只是這些都尚未商業化。
然而，如果需要這種產品，則需要將大批現在正在使用的設備重新設計，以讓它能夠和這種發電機配合得更好。
這顯然是成本高昂的行為—對商業世界來說，技術是否先進往往并不是被選中的唯一標準。而兄弟工業公司則巧妙地避開了這種困擾：它的技術原理和南安普頓大學的發電機十分相似，但是外形卻更為合理。現在兄弟工業公司已經設計出了兩種大小三種型號的產品，分別與傳統5號電池和7號電池的體積標準保持一致；前者是將發電機和電容集成在一節五號電池大小外殼當中，而后者限于體積有限則是將發電機和電容分別置入兩節電池中，通過導線相連。這些發電機都可以塞進標準的電池倉里，分別能夠提供3.2伏特和2.7伏特的電壓。
從這樣的設計特征可以看出，兄弟工業公司的這種產品主要面向的是家庭市場而非工業市場，不會與南安普頓大學的產品正面競爭。后者嘗試根據不同的振動頻率開發不同的產品，例如面向醫療市場的、能夠在2赫茲以下獲得最大電力的產品，以及面向物聯網的適用于路橋狀況檢測傳感器的20到30赫茲下工作的發電機等等。
兄弟工業公司攜這種發電電池參加了7月21日到23日在東京舉辦的Techon-Frontier 2010展覽會，并且已經開始和一些電視生產企業合作，爭取達到讓遙控器終生不用換電池的目標。另外，它們也在與電源遙控開關企業和LED照明企業洽談，爭取讓這種電池能夠在那些偶然使用、耗電量偏低的產品上獲得更多的用途。
現在，這種發電電池在每秒鐘4到8赫茲頻率振動的狀況下工作得最好，搖晃三秒鐘就能夠達到40到180毫瓦的功率，足以讓遙控器中的芯片和紅外線發射器工作。而人們日常走路時的頻率大概有2到3赫茲，所以暫時還不能期待它能夠為隨身音樂播放設備供電—除非一直打算跑步前進。
這看起來像是個不錯的產品，但是利用磁鐵和線圈，并不是制造振動發電機的唯一方式。現在也出現了一些使用其它原理的振動發電設備，例如歐姆龍公司最近開發的微型振動發電產品。這種產品采用了改變電容電機對置面積的方法，當兩塊電極的相對的面積發生變化時，靜電電容也將隨之變化，從而產生電流。現在歐姆龍公司將正負電極采用蝕刻的方式安置在兩塊相對的薄板上，每個電極的面積都只有微米級別。用兩根錐形彈簧來傳遞振動，電極之間的對應面積將會隨之改變。
這種方法可以制造出面積只有數平方毫米大小的振動發電機。目前，一塊硬幣大小的這種發電機只能提供0.02毫瓦的電力，還遠遠不能產品化。歐姆龍希望能夠在2012年左右實現0.1毫瓦的目標，以用于微型設備。
可以相信，在未來幾年當中，各種微型發電設備將會逐漸走入我們的生活。從這類如同電池般大小的家用發電機到能夠應用于建筑感應探測的工業發電機，再到之前我們曾經看到過的、能夠植入體內的納米級別壓電發電機，都會讓我們的生活變得不再一樣。
這可以被視為無線電力的一種新方式，足以讓我們在一些地方擺脫電線的束縛，讓電力觸手可及。這會讓我們在某種程度上減少對發電能力的依賴，因為我們自己，也變成了發電機的一部分。
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- 振動發電電池：只有我最搖擺(2010-08-07)
