无需电池，能量采集技术重塑物联网未来

随着数字经济的加速演进，物联网作为连接物理世界与数字空间的核心枢纽，正迎来爆发式增长。据预测，全球物联网设备数量将从2025年的198亿台飙升至2034年的406亿台以上。然而，传统物联网设备普遍依赖电池供电，不仅面临电池生产与废弃带来的环境压力，更在偏远地区部署、大规模运维等场景中遭遇成本与效率困境。在此背景下，无需电池的能量采集技术应运而生，通过捕获环境中的闲置能量为设备供能，正从根本上破解物联网发展的能源瓶颈，重塑其未来形态。

能量采集技术的核心价值在于实现物联网设备的“自主供能”，其本质是将环境中分散的、低品位的闲置能量转化为可用电能，涵盖太阳能、振动能、热能、射频能等多种形式。在技术路径上，光伏采集技术通过光电转换模块捕获自然光与室内照明，适用于多数通用场景;压电材料可将机械振动转化为电能，广泛应用于工业设备监测、交通轨道检测等场景; thermoelectric generators(TEG)能利用温度梯度发电，在人体可穿戴设备、工业高温环境中极具潜力;射频采集则通过天线捕获环境中的无线信号能量，实现短距离内的设备无源供电。这些技术与超低功耗芯片、智能储能模块的结合，使物联网设备摆脱了对传统电池的依赖，为大规模、长周期稳定运行奠定基础。

在实际应用中，能量采集技术已在多个领域展现出颠覆性潜力，推动物联网从“有限部署”向“全域覆盖”跨越。在智慧物流与资产管理领域，全球首款量产的无电池蓝牙资产标签MTB11通过环境光采集能量，在常规照明下即可稳定工作10年以上，实现资产实时追踪与异常报警，彻底省去了电池更换与人工巡检的长期成本。在智慧农业场景中，光伏供电的土壤传感器可长期监测墒情与养分，无需布线或更换电池，助力精准灌溉与绿色种植。医疗领域，基于人体热能与运动能量采集的柔性可穿戴设备，能持续监测生理数据并无线传输，既保证了穿戴舒适性，又避免了频繁充电的麻烦。更具前瞻性的是，light-based IoT(LIoT)架构已应用于智能包装，通过光伏采集与光学无线通信，实现乳制品等温度敏感产品的全生命周期监测，及时预警质量异常。

能量采集技术不仅解决了物联网的运维痛点，更推动其向“绿色可持续”与“泛在感知”的未来方向发展。传统电池每年造成约150亿节废弃量，带来严重的生态污染，而能量采集技术通过无源供能大幅减少电子废弃物，契合全球碳中和目标。在6G时代愿景中，数万亿个零能耗传感器将遍布城市空间，通过环境能量自主供能，实现交通、安防、环境监测的全域感知，这些传感器通过海量数据融合分析，为城市治理提供精细化支撑。此外，能量采集技术降低了物联网设备的部署门槛，使设备能深入偏远山区、深海、地下管网等传统供电难以覆盖的区域，拓展了物联网的应用边界。

尽管前景广阔，能量采集技术仍面临三大核心挑战。其一，能量供应的不稳定性，环境能量的波动性导致供电连续性难以保障，需通过智能储能模块与能量管理算法优化调度。其二，转换效率与成本平衡问题，高性能采集材料与模块的制造成本较高，制约了规模化普及。其三，标准不统一，不同厂商的技术路径差异较大，影响了设备间的互联互通。对此，行业正通过材料革新提升转换效率，如采用二硫化钼(MoS2)等新型材料优化整流器性能;通过模块化设计降低制造成本;同时推动低功耗无线标准与开放接口的统一，为技术普及扫清障碍。

展望未来，随着材料科学与智能控制技术的突破，能量采集技术将实现效率提升与成本下降的双重突破，进一步重塑物联网生态。一方面，混合采集系统将成为主流，通过融合多种能量来源保障供电稳定性;另一方面，边缘计算与能量采集的结合将实现“能量-数据”协同优化，设备仅在采集到足够能量时启动数据传输，降低能耗需求。政策层面，更严格的电子废弃物法规与绿色电子激励政策，将加速能量采集技术的产业化进程。

无需电池的能量采集技术，不仅是物联网的“能源革命”，更是数字经济可持续发展的重要支撑。它破解了传统电池供电的生态与运维困境，推动物联网从局部应用走向全域覆盖，从高能耗运行转向绿色低碳。随着技术的持续成熟，一个由自主供能设备构成的泛在物联网体系正在形成，将深刻改变城市治理、工业生产、民生服务的方方面面，为智能化社会注入持久动力。