中国人民大学王亚培教授《AFM》：受生物启示这种电池碰到火灾会报警！
森林在人类日子的许多方面做出了巨大的奉献，例如产生氧气、将二氧化碳转化为碳中和以及经过植物的光合作用为生物体供给必要的有机物质。与此同时，因为会构成巨大的生命损失和对生态环境的可怕影响，森林火灾现已引起了人们的热切重视。适用于森林大面积散布的温度传感器正在成为树立火灾报警网络的一个重要课题。这种战略需求可以长时间支撑火灾报警传感器的电源。
近来，中国人民大学王亚培教授提出了温度激起电池（TAB）概念，它在正常温度下没有能量消耗，而在火灾情况下会被激活。TAB由一个热电（TE）产生器组成，在其热槽和冷槽上别离堆积有放热和吸热资料。只有当环境和温度升高到阈值以上时，才答应别离在TE产生器的热槽和冷槽上产生放热反响和吸热反响。如此明显的温差构成使得TE发电机可以产生巨大的热电能，相应地产生高于5.0V的热电电压和超越1.0W的巨大功率，这足认为一个无线信号发射器供电。进一步在实测中，当TAB接触到森林火灾时，集成的自供电报警体系能在79秒内发射电信号。这样的电池本身供电原理，估计可以彻底满意火灾报警体系在林地上长时间服务的要求。
1. 这项作业提出了一种用于前期森林火灾报警的温度激起电池（TAB）。TAB是一种自供电的电池，它依据热电转化的原理产生电能。
2. 与传统的热电转化器依赖于热梯度的环境不同，TAB被修改为在其热槽和冷槽上别离有可控的放热和收热反响。它打破了热电效应本质上取决于环境和温度梯度的规则，在等温环境下仍能产生巨大的热电功率。
3. 这种在热电发电机上产生巨大温差的原理是受自然界中的投弹手甲虫（bombardier beetles）的启示，投弹手甲虫在遇到风险征兆之前会贮存化学和物理反响。
4. TAB产生了超越1.0W的输出功率，可认为长距离无线信号发射器供给电力，以用于感知火灾报警信号。在户外测验中，该报警体系可以对地上火灾的产生做出快速反响。
5. 从自供电、高输出功率、快速反响和长途监控等长处来看，这种立异的火灾报警技能将是对传统传感技能在应对反常温度改变方面的一个重要弥补。
图1 全球每年度的森林火灾面积和为火灾报警体系供电的温度激起电池的作业原理示意图
图2 TAB的结构和作业原理图，以及TE发电机的热槽和冷槽的放热/冷却作用
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