Riusciremo mai a caricare il telefono da segnali Wi-Fi?

I Nostri occhi sono impostati solo su una stretta striscia di possibili lunghezze d'onda della radiazione elettromagnetica, l'ordine 390-700 nanometri. Se si potesse vedere il mondo in diverse lunghezze d'onda, si sa che nella zona urbana si sono illuminati anche al buio — ovunque i raggi infrarossi, le microonde e le onde radio. Parte di questa radiazione elettromagnetica ambientale emesso oggetti che spargono ovunque i loro elettroni, e una parte trasferisce i segnali radio e segnali , che sono alla base dei sistemi di comunicazione. Tutto questo radiazione anche trasporta energia.

Che, se potessimo utilizzare l'energia delle onde elettromagnetiche?

I Ricercatori del Mit hanno presentato la ricerca, che è apparso sulla rivista Nature, dove è descritto in dettaglio come è proceduto alla realizzazione di questo obiettivo. Hanno sviluppato il primo completamente изгибаемое dispositivo in grado di convertire l'energia dei segnali Wi-Fi gratuita, adatto per l'utilizzo di energia elettrica dc.

Qualsiasi dispositivo in grado di convertire i segnali di corrente alternata (AC) in corrente continua (DC), chiamato ректенной: выпрямляющей antenna (rectifying antenna). Antenna capta la radiazione elettromagnetica, trasformandola in corrente alternata. Si passa poi attraverso il diodo, che la trasforma in corrente continua per l'utilizzo in circuiti elettrici.

Per la Prima volta ректенны sono stati proposti nel 1960 e sono stati utilizzati anche per la dimostrazione di un modello di elicottero, azionata da microonde, nel 1964, l'inventore di William Brown. In questa fase i futuristi già sognato la trasmissione senza fili di energia a grande distanza e anche l'uso ректенн per la raccolta spaziale di energia solare con i satelliti e la trasmissione a Terra.

Ottico rectenna

Oggi, le nuove tecnologie di lavorare in наномасштабах consentono un sacco di nuovo. Nel 2015 i ricercatori del Georgia institute of Technology hanno raccolto la prima ottica ректенну, in grado di far fronte con alte frequenze nello spettro visibile, di nanotubi di carbonio.

Mentre che queste nuove ottiche ректенны hanno hanno una bassa efficienza, di circa 0,1 per cento, e quindi non possono competere con la crescente efficienza di pannelli fotovoltaici. Ma il limite teorico per le celle solari a base di ректенн, probabilmente, superiore al limite di Shockley-Кьюссера per celle solari, e può raggiungere il 100%, quando la copertura di radiazione di una certa frequenza. Questo rende possibile un'efficace trasmissione wireless di energia.

La parte Nuova del dispositivo prodotto da MIT, sfrutta flessibile antenna rf, che è in grado di catturare le lunghezze d'onda associati con i segnali Wi-Fi gratuita, e li converte in corrente alternata. Poi, invece del tradizionale a diodi per la conversione di questo dc, il nuovo dispositivo cicla «bidimensionale» semiconduttore, spessore di soli pochi atomi, creando una tensione che può essere utilizzato per alimentare i dispositivi indossabili, sensori, dispositivi medici o elettronica di una grande piazza.

I Nuovi ректенны costituiti da «bidimensionale» (2D) materiali — bisolfuro di molibdeno (MoS2), che a soli tre atomi di spessore. Una delle sue notevoli proprietà è la riduzione di capacità parassita — tendenza materiali elettrici, circuiti di agire nel ruolo di condensatori, ritenuta una certa quantità di carica. In elettronica dc può limitare la velocità di trasduttori di segnale e la capacità di rispondere alle alte frequenze. Nuove ректенны di bisolfuro di molibdeno hanno parassitaria capacità di ordine inferiore a quelli che sono stati sviluppati fino ad oggi, che consente al dispositivo di catturare i segnali fino a 10 Ghz, comprese nella gamma di tipici dispositivi Wi-Fi.

Un tale sistema sarebbe meno problemi con le batterie: il suo ciclo di vita sarebbe stato molto più lungo, dispositivi elettrici erano carichi da radiazioni ambientali e non ci sarebbe la necessità di riciclare i componenti, come è il caso con le batterie.

«Che cosa se potessimo sviluppare sistemi elettronici, che avvolgere intorno al ponte o che al massimo l'intera linea, le pareti del nostro ufficio, e daremo elettronico intelligenza tutto ciò che ci circonda? Come pensate di fornitura di energia a tutta questa elettronica?», si chiede co-autore del lavoro Thomas Palacios, professore presso il dipartimento di ingegneria elettrica e informatica presso il Massachusetts institute of technology. «Abbiamo inventato un nuovo modo di alimentazione dei sistemi elettronici del futuro».

L'Uso 2D-materiali permette a buon mercato per produrre elettronica flessibile, che potenzialmente ci permetterà di pubblicare su grandi piazze per la raccolta di radiazioni. Flessibili dispositivi sarebbe possibile dotare museo o la superficie stradale, e sarebbe stato molto più conveniente che usare ректенны di silicio tradizionali o semiconduttori di arseniuro di gallio.

se si Può caricare il telefono da segnali Wi-Fi?

Purtroppo, questa opzione sembra estremamente improbabile, anche se nel corso degli anni il tema «energia libera» preso in giro la gente di nuovo e di nuovo. Il problema sta nella densità di energia dei segnali. La potenza massima che può utilizzare un punto di accesso Wi-Fi senza particolare licenza di trasmissione, di solito, è di 100 milliwatt (mw). Questi 100 mw irradiano in tutte le direzioni, si diffonde attraverso la superficie di una sfera, il cui centro è un punto di accesso.

Anche se il tuo cellulare ha raccolto tutta quella potenza con il 100% diefficienza, per la ricarica della batteria di iPhone comunque ci vorrebbero giorni, e una piccola area di telefono e la sua distanza dal punto di accesso seriamente limitare la quantità di energia che avrebbe potuto raccogliere con questi segnali. Il nuovo dispositivo del MIT è in grado di catturare circa 40 microwatt di energia quando esposti tipica densità Wi-Fi gratuita a 150 microwatt: questo non è sufficiente per l'alimentazione di iPhone, tuttavia, è sufficiente per una facile visualizzazione o remoto senza fili del sensore.

Per questo motivo, è molto più probabile che ricarica wireless per i più grandi gadget si baserà sulla induzione di ricarica, che è già in grado di alimentare il dispositivo ad una distanza di fino a un metro, se tra wi-fi caricabatterie e oggetto di ricarica non c'è nulla.

Tuttavia, l'energia di radiofrequenza può essere utilizzato per l'alimentazione di alcuni tipi di dispositivi — come si pensa, hanno lavorato sovietici radio? E il prossimo «internet delle cose» sarà sicuramente utilizzare questi modelli di alimentazione. Resta solo creare sensori a basso consumo energetico.

Co-autore del lavoro Jesus Гражал presso l'università Tecnica di Madrid vede potenziale applicazione in dispositivi medici impiantabili: tablet, che il paziente può ingoiare, darà i dati sulla salute sul computer per la diagnosi. «Idealmente non vorrei utilizzare le batterie per l'alimentazione di tali sistemi, perché, se faranno saltare il litio, il paziente può morire», dice Гражал. «Molto meglio raccogliere energia dall'ambiente per alimentare questi piccoli laboratori all'interno del corpo e trasferire i dati al computer esterni».

L'Attuale efficienza del lavoro del dispositivo è di circa il 30-40% rispetto al 50-60% per i tradizionali ректенн. Insieme con concetti come la piezoelettricità (materiali, che generano elettricità con il fisico compressione o trazione), l'elettricità generata dai batteri e il calore dell'ambiente, «wireless» elettricità potrebbe diventare una delle fonti di alimentazione per la microelettronica futuro.

Spero che tu non sia arrabbiata con il fatto che questo metodo di ricarica per i telefoni non è adatto? Dì .