电脑在享受自己的废热。超级高效的太阳能电池板捕捉失去的热能并将其回收成电能。个人电子产品由杂散微波或振动捕捉衣服供电。能随着用户脚步充电的手机。这些和更多的创新可能是免费的，绿色能源现在正在被浪费。
无处不在的来源，如无线电波、移动物体产生的振动和压力、机器甚至我们的身体发出的热辐射——都有可能产生可用的电力。直到最近，由于缺乏有效利用环境能量的方法，环境能量大部分被浪费掉了。现在，材料和工程方面的进步为获取这种丰富的资源并将其转化为廉价、清洁的电力提供了工具。
杜克大学电子和计算机工程教授史蒂文·卡默说:“这种能量很容易获得，而且目前没有任何作用，所以真的是在浪费。收集环境电磁辐射为电子设备提供动力。“当人们想到用它来做一些有用的事情时，你就可以用可用的能量来做这些事情，而不是需要新的能量。”
一些专家表示，这项前景看好的技术可以节约能源，将便携式电子设备从电网中解放出来，而且几乎可以摆脱一次性电池。虽然它不会开始取代太阳能和风能来产生公用事业规模的电力，但能源收集可以作为这些和其他可持续资源的倍增器，通过将逃逸的电力重新输入系统来提高生产力，扩大可利用的阳光范围，为控制装置提供动力，让设备在高峰期运转。如果克服了规模和效率方面的障碍，重新利用环境电力可以对可再生能源供应作出重要贡献。
这项前途无量的技术几乎可以取代一次性电池。
这个概念并不新鲜——从某种意义上说，所有从环境中获取的能量都是“收获的”。这种新兴技术也没有一个标准的定义能量收获或能量收集，但它主要涉及收集低功率的电磁、热能、机械能或光能，并将其转化为电流。
斯坦福大学(Stanford University)研究员乔纳森•库米(Jonathan Koomey)表示，利用免费的环境能源是“一个有趣的想法，你将看到它有更多的应用。斯泰尔-泰勒能源政策和金融中心。但他说，这项技术还有很长的路要走。空间的限制和在许多环境中可以收集的能量现在限制了它的使用，小的，相当低的功率设备。“这不是灵丹妙药，”库米说。
尽管如此，在当今这个电力紧缺的世界，能源收集可以帮助确保没有瓦特被浪费。
“你的电脑，滚烫的沥青，有成千上万的东西都相当热，但并不真正可行的标准热电，”物理学家哈里拉杜斯基说劳伦斯利弗莫尔国家实验室在北加州和一个用于低温加热的纳米级收割机，如电器排出的废气。与高温余热捕获系统(在这种系统中，烟道气等热源为热电发电机提供了一个很大的热梯度)相比，低温热源与其周围环境之间的微小热差很难转化为电能。但是新的低温热采集技术可以将这些被忽视的资源转化为工作动力。
例如，Radousky说，“我们在夏天把车停在美国各地炎热的停车场里，所以原则上我们可以给电子设备充电，利用人行道上的热量运行冷却器来冷藏食物。”其他利用低温热能的前景包括灯泡、热烤箱和汽车内部在阳光下烘烤的塑料座椅。他说:“我的经验是，如果它太热而无法接触，那么它就是一个候选来源。”“所以我们在寻找能够收集低质量热量的东西，用少量的能量就可以走很远的路。”
“我们的座右铭是‘没有电线，没有电池，没有限制，’”一位专家说。
随着能源采集器变得越来越高效、成本效益越来越高，越来越多的产品，如电灯开关、恒温器、气体探测器和雪崩警报都将脱离电网和无电池。
“我们的座右铭是‘没有电线，没有电池，没有限制，’”该公司董事长格雷厄姆·马丁(Graham Martin)说EnOcean联盟这是一家总部位于加州的公司联盟，该联盟正在推广一种利用回收电力进行楼宇自动控制的无线标准。
马丁说，用房间占用传感器等设备调节建筑的热、冷和照明可以减少多达40%的能源使用。EnOcean Alliance报告称，全球有超过25万幢建筑安装了该公司的能量收集设备，比如无线、无电池控制装置，这种装置使用微型集成光伏电池，可以从室内灯光中获取能量，或者通过震动搅动压力敏感材料，释放电子。马丁估计，EnOcean的设备已经节省了5000万块电池，并预测在五年内将有30亿个开关、传感器、恒温器、发射器和其他低功率、自给自足的小玩意投入使用。
该咨询公司的高级技术分析师哈里·泽沃斯(Harry Zervos)表示，尽管目前能源收集设备的市场“并不庞大”，但它正在稳步增长IDTechEx。目前最广泛的应用包括石油钻井平台上的振动驱动设备监视器和其他远程设置，以及依靠车轮机械能运行的汽车轮胎压力传感器。这项技术是现在到了一个临界点根据Zervos的说法，随着效率、可靠性和可负担性方面的进步，公司的收入将在10年左右的时间里达到40亿美元左右。
最大的好处可能在于减少浪费和提高现有电力资源的产出。
未来的应用范围可能包括为汽车的电子系统提供动力从排气管捕获的热量休斯顿大学的物理学家任志峰估计，这种可以附着在人体皮肤上的薄膜可以使行驶里程增加5%。将一个人的移动转化为能量用于便携式设备。
然而，能源收集的最大好处可能在于减少浪费和提高现有可持续电力资源的产出。
例如，自供电风力涡轮机监测器可以及时警告问题，以防止涡轮机离线。而捕捉损失的热量将显著提高太阳能产量。科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)航空航天工程科学助理教授马哈茂德·侯赛因(Mahmoud Hussein)提出了一种可以更有效地将热转化为电的过程:在热电材料上加纳米尺寸的柱子，以减缓称为声子的热振动逃逸。这些支柱通过与声子相互作用而不是阻碍声子来阻止热损失，使电流不减弱与现有的热电材料相比，这是一个显著的进步。
侯赛因解释说，改进的热电技术可以帮助回收光伏电池损失的能量，因为光伏电池只利用部分光谱，而其余的则以热能的形式逃逸。侯赛因说，利用废热“增加了从太阳获取能量的领域”。
工程师和企业家们也想出了许多其他巧妙的方法来让环境能量发挥作用。
在加州大学伯克利分校的劳伦斯伯克利国家实验室，生物工程师李胜武收集病毒产生的能量。Lee说，这种病毒通过基因工程含有一种蛋白质，被挤压后就能发电，它感染细菌并使它们产生“无数副本”。其结果是压电生物高聚物层，内部带有强大的正电荷，外部带有负电荷，将压力转化为动力。
一个可能的应用是生物医学设备由人体器官的运动提供动力。
”压电意味着按压，”李解释道，“所以当我们机械按压时，我们打破了对称性，并诱发了它们的电势。”他用手指轻敲一个超薄的、指尖大小的生物聚合物三明治来演示。几英寸外，一个小显示器亮了起来，拼出了“病毒”。
这种所谓的噬菌体发电装置可以产生足够的电流为led供电，但是输出需要增加一千倍才能点亮一个灯泡。李和他的同事们现在正致力于提高这种性能。
另一种可能的应用是由人体器官运动提供动力的生物医学设备——特别是对于像心脏起搏器这样由必须通过手术更换的电池驱动的植入物。“我们可以从我们的心跳转化小能量，”李说。“潜力是无穷的。”
在加州大学洛杉矶分校的亨利·萨缪利工程与应用科学学院，王康教授和他的同事正在开发一种方法电力设备和电子产品本身有多余的热量。例如，该过程将工作计算机释放的热量转化为旋转波，从而为机器提供能量，同时使机器加速。
再处理余热可以节省电力，不仅用于启动电脑，也用于冷却电脑。这样的节约对于大型服务器群尤其重要，Wang说，在这些服务器群中，能量的耗散是“巨大的能源消耗”。
同时，Lawrence Livermore的Radousky和合作伙伴Morris Wang结合了两种技术来从低温资源中获取能源。他们的混合收割机包含一种相变材料，这种材料在受热时会变形，并对压电表面施加应力，从而产生电流。Radousky说，尽管输出小于1伏特，但它可以部署在微型传感器和处理器阵列中，被称为MEMS(微机电系统)，目前用于汽车、飞机、成像系统和许多其他应用。
他说:“基本的想法是创造当地使用的能源，而不需要传输。”
但现在还不要打算扔掉那些乱七八糟的充电器和电源线。库米表示，让手机等复杂的便携式电子产品充满无线电波听起来很棒，但除非你站在发射器旁边，否则要接收到足够的信号就需要一个比手机更大的天线。他说，即便如此，也只能为一个非常基本的模型提供动力。“你的iPhone不会被充电。”乔治亚理工学院的研究人员已经开发出了替代方案手机供电的鞋垫，一家名为唯一的动力该公司计划于今年晚些时候推出一种边走边给手机充电的鞋。然而，这两种方法都需要“很多步”——相当于10英里的步行——才能完成。
对库米来说，能量收集的最大价值在于信息:使小型、独立的传感器能够提供数据，从而优化电力使用和减少浪费。库米说:“我们现在经营经济的方式，存在着所有这些低效，因为我们不知道，我们以前从未能够衡量这些低效。”“可以从这个系统中挤出巨大的效率。”
正如Zervos所说，“通过使用微瓦，你可以节省千瓦的能源，这些能源本来会被浪费掉。”