Hvis vi noen gang lade telefonen fra Wi-Fi-signaler?

Våre øyne er stilt bare til et smalt bånd av mulige bølgelengder av elektromagnetisk stråling, om 390-700 nanometer. Hvis du ønsker å se verden på forskjellige bølgelengder, ville du vite at i et urbant område du lyser i mørket — overalt infrarød stråling, mikrobølger og radiobølger. En del av dette elektromagnetisk stråling til omgivelsene avgis av objekter som scatter overalt sine elektroner, og en del overføringer radio-signaler og signaler som er grunnlaget for våre kommunikasjonssystemer. All denne strålingen også bærer energi.

Hva om vi kunne utnytte energien av elektromagnetiske bølger?

Forskere fra Massachusetts Institute of technology presentert en studie som dukket opp i tidsskriftet Nature, hvor det er beskrevet som begitt seg ut på den praktiske gjennomføringen av dette målet. De utviklet den første fullt fleksibel enhet som kan konvertere energi fra Wi-Fi-signaler til anvendbar likestrøm elektrisitet.

Alle enheter som kan konvertere AC-signaler (AC) til likestrøm (DC), kalt rectennas: å rette antennen (å rette antennen). Antennen fanger opp elektromagnetisk stråling, omforme det til vekselstrøm. Deretter passerer gjennom diode, som konverterer den til likestrøm for bruk i elektriske kretser.

For Første gang rectenna ble foreslått på 1960-tallet og til og med brukes til å vise en modell helikopter drevet med mikrobølgeovn, 1964 oppfinneren William brown. På dette stadiet, futurists har drømt om wireless power overføring over lange avstander og med bruke recten å samle solenergi på satellitter og overføring til Jorden.

Optisk rectenna

I Dag er det nye teknologier på nanoskala gir mange nye ting. I 2015 forskere fra Georgia Institute of Technology samlet inn den første optiske rectenna, i stand til å takle høye frekvenser i det synlige spekteret fra carbon nanotubes.

Selv om disse nye optiske rectenna ha en lav effektivitet, ca 0.1%, og kan derfor ikke konkurrere med den økende effektivitet av fotovoltaiske solceller. Men den teoretiske grensen for solceller basert på rectan sannsynligvis høyere enn grensen Shockley-Kusser for solceller, og kan nå 100% når opplyst av stråling av en viss frekvens. Dette muliggjør effektiv trådløst overføre energi.

Den Nye delen av enheten MIT, tar nytte av fleksible radio frequency antenne som kan fange bølgelengder forbundet med Wi-Fi-signaler og konvertere dem til vekselstrøm. Så, i stedet for den tradisjonelle diode for å konvertere dette til DC, den nye enheten bruker "to-dimensjonale" semiconductor tykkelse på bare noen få atomer, og skaper en spenning som kan bli brukt til å drive bærbare enheter, sensorer, medisinsk utstyr eller elektronikk stort område.

Ny rectenna består av slike "to-dimensjonalt" (2D) materialer — molybden disulfide (MoS2), som er bare tre atomer tykk. En av dens bemerkelsesverdige egenskaper er reduksjon av parasittisk kapasitans — tendensen i materialet i elektriske kretser til å fungere som kondensatorer som inneholder en viss mengde energi. I elektronikk, DC kan begrense hastigheten til signalet omformere og evne til enheter for å svare til høy frekvens. Nye rectenna av molybden disulfide har en parasittisk kapasitans en størrelsesorden nedenfor de som har blitt utviklet for å datoen som gjør det mulig for enheten å fange opp signaler opp til 10 GHz, blant annet i rekken av en vanlig Wi-Fi-enheter.

Et slikt system ville være mindre problemer forbundet med batterier: livssyklusen ville være mye lenger den elektriske enheten lades fra omgivelsene stråling ville ikke være nødvendig å kasser komponentene, som i tilfellet med batterier.

"Hva om vi kunne utvikle elektroniske systemer som brytes rundt broen eller som vil dekke hele stammen, veggene på kontoret vårt, og gi elektronisk etterretning til alt som omgir oss? Hvordan vil du gir energi til alt dette elektronikk?", spør co-forfatter Tomas Palacios, en Professor i elektroteknikk og informatikk ved Massachusetts Institute of technology. "Vi oppfunnet en ny måte å drive elektroniske systemer i fremtiden."

Ved Hjelp av 2D-materiale lar deg billigere produsere en fleksibel elektronikk som potensielt kan tillate oss å plassere det på et stort område for innsamling av stråling. Fleksible enheter som kan gi et Museum eller en veibanen, og det ville være mye billigere enn å bruke rectenna av tradisjonelle silicon halvledere eller galliumarsenid -.

er det Mulig å lade telefonen fra Wi-Fi-signaler?

Dessverre, vil dette alternativet virker svært lite sannsynlig, selv om for mange år emnet av "fri energi" å lure folk igjen og igjen. Problemet er energitettheten av signaler. Den maksimale effekten som kan brukes av tilgangspunktet for Wi-Fi-uten en spesiell lisens for kringkasting, typisk 100 milliwatts (mW). Disse 100 mW stråler i alle retninger, sprer seg over et areal av en sfære sentrum som er tilgangspunktet.

Selv om mobiltelefonen har samlet all denne kraften med 100%effektivitet til å lade iPhone-batteriet fortsatt ville trenge dager, og et lite område av telefonen og dens avstand fra tilgangspunktet vil sterkt begrense mengden av energi som han kunne samles fra disse signalene. Nye enheten fra MIT kan ta ca 40 milliwatts av energi når de utsettes for en typisk tetthet Wi-Fi på 150 milliwatts: dette er ikke nok til å drive iPhone, men for enkle skjermen eller eksterne trådløse sensor.

På grunn av dette, er mye mer sannsynlig at trådløs lading for større gadgets vil stole på en induksjon lade enheten, som kan gi strøm til enheten i en avstand på en meter, hvis det mellom den trådløse laderen og lade-anlegget ingenting.

Men, ambient RF-energi kan brukes til å drive visse typer enheter, tror du, var en Sovjetisk radioer? Og det kommende "Internet of things" definitivt vil bruke disse modellene forsyning. Det gjenstår bare å lage sensorer med lavt strømforbruk.

Co-forfatter med jesús Grajal fra det Tekniske Universitetet i Madrid, ser en potensiell anvendelse i implanterbart medisinsk utstyr: en pille som pasienten kan svelge, gi helseinformasjon tilbake til datamaskinen for diagnostikk. "Ideelt sett ville jeg ikke ønsker å bruke et batteri til å drive slike systemer, fordi hvis de går glipp av litium, pasienten kan dø, sier Grahl. "Det er mye bedre å samle energi fra omgivelsene til å gi næring til disse små laboratorier inne i kroppen og overføre data til eksterne datamaskiner."

Den Nåværende effektivitet av enheten er rundt 30-40% i forhold til 50-60% for tradisjonelle rectan. Sammen med begreper som piezoelectricity (materialer som genererer elektrisitet ved fysisk komprimering eller stretching), elektrisitet generert av bakterier og varme til omgivelsene, "trådløs" elektrisitet kan bli ett av strømkilder for mikroelektronikk i fremtiden.

Jeg Håper du ikke tankene det faktum at denne metoden for å lade telefonen ikke egner seg? Fortell oss .