人体是一个强大的“能源生产器”：体温产生的热能、体重产生的重力能、人体运动产生的动能……然而，由于方案繁琐、能量不足或成本高昂，这些能源一直未能被充分利用。但人体能源具有使用便捷、传输距离短、持续发电等优势，因此成为新能源研究的重要课题。近年来，利用人体发电的技术日渐成熟，并逐步走出实验室，其中鞋底发电有望成为最先普及的随身发电设备。
早期探索：热电效应与压电转换
2010年，欧洲移动运营商Orange公司在英国推出了一款热电橡胶靴，其底部内嵌发电装置，利用塞贝克效应（Seebeck effect）将脚部热量转化为电能，可为手持设备充电。塞贝克效应是指两种不同导体或半导体因温度差异而产生电压差的热电现象。靴底的热电偶一面受热、一面受冷，产生电荷并储存于鞋跟的蓄电池中。然而，该靴子因价格昂贵、外形不佳等问题未能普及。
2012年，肯尼亚发明家Anthony Mutua开发了一种超薄芯片，置于鞋底后可将运动压力转化为电能，通过细充电线直接为手机充电，或先存储电量再充电。该芯片可嵌入几乎所有鞋类，售价46美元，保修两年半，并得到肯尼亚国家科学与技术委员会资助。但该产品尚未进入中国市场。
中国专利与商业化尝试
中国在鞋底发电领域也有多项专利。2006年，广东的陈秋平获得“一种鞋底发电装置”实用新型专利（专利号200420058710），该装置装设于鞋跟内，通过压力板、齿条、齿轮、变速箱和发电机将走路压力转化为电能，并储存于充电电池中。2012年，宁波象山博生电子科技有限公司的刘伟定获得“长筒充电靴”专利（专利号201120496135），利用人体行走时的重量和冲击力发电，并集成发光二极管组。这些专利若能商业化，有望解决智能终端续航不足的问题。
前沿技术：高功率与生物发电
美国威斯康星大学Tom Krupenkin教授团队研发出一项技术，利用无毒合金Galinstan（类似水银）置于鞋内，通过脚部抬升和下落挤压产生高达10瓦的电流，是一般压电设备的百倍，可满足笔记本电脑需求。该成果2010年发表于《自然通讯》。
美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室开发了一款基于无害病毒的发电器，其轻薄如纸，覆盖特殊处理的病毒后可将走路动能转化为电能，相当于7号电池的四分之一。该技术因病毒可快速自我复制而备受关注，为大规模生产压电材料提供了新途径。
佐治亚理工学院的研究人员则开发出纳米发电机，利用运动产生的静电为手机充电，转换效率达10%-15%，更薄材料可达40%。一块5×5厘米的材料能同时点亮600盏LED灯泡。
挑战与展望
正如Tom Krupenkin教授所言：“人在快速奔跑时可产生上千瓦电量。”人体清洁能源潜力巨大，但如何以更经济、便捷的方式收集利用仍是难题。当前鞋底发电面临的主要挑战包括摆脱USB接口或电源连接线，以及提升用户接受度。随着无线充电技术的发展（如苹果iPhone 6起采用无线充电），鞋底充电产业有望迎来突破。