Ученые создали прибор, который превращает Wi-Fi в электричество (4 фото)
Первому автору исследования Сюй Чжану (на фото) удалось найти способ оптимизировать этот процесс и осуществить переход от переменного тока Wi-Fi волн к постоянному току для питания устройств
Самому устройству батарейки также не нужны. Прибор представляет собой пластину, улавливающую электромагнитные волны и преобразовывающую их в электричество мощностью порядка 40 микроватт. Этого количества энергии достаточно, чтобы заставить гореть небольшую светодиодную лампу или зарядить энергией микрочип.
При этом учёные использовали при его создании дисульфид молибдена, толщина которого составляет всего 3 атома. С его помощью прибор захватывает самые высокие частоты. Этим веществом в принципе можно покрыть любой прибор, подарив ему такой "зарядный аккумулятор".
По мнению исследователей, Wi-Fi может стать широко распространенным источником питания благодаря передовому полупроводнику, который преобразует сигнал в полезный постоянный ток.
Команда из Массачусетского технологического института утверждает, что устройство может питать электронику большой площади, носимые устройства и даже медицинские устройства для передачи данных врачам.
Прибор использует радиочастотную антенну, чтобы захватить электромагнитные волны, передающие сигналы Wi-Fi в форме волн непостоянного тока. Затем дело за гибким и недорогим двухмерным полупроводником, и на выходе получается электричество!
Это преобразование требует части оборудования известной как выпрямитель тока. Большинство традиционных выпрямителей тока большой толщины и негибки. Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) использовали сверхтонкий и податливый материал, известный как дисульфид молибдена (MoS2), один из самых тонких полупроводников в мире, чтобы превзойти это ограничение.
"Такая конструкция позволила создать полностью гибкое устройство, которое достаточно быстро, чтобы захватывать большинство радиочастот, используемых нашей повседневной электроникой, в том числе Wi-Fi, Bluetooth, сотовая связь LTE, и многие другие," - говорит докторант и первый автор исследования, Сюй Чжан.
Доктору Чжану удалось найти способ оптимизировать этот процесс и сделать переход от переменного тока к постоянному току более эффективным за счет уменьшения емкости в системе.
Исследователи говорят, что процесс позволяет устройству без батареи пассивно захватывать и преобразовывать сигналы Wi-Fi в полезную мощность постоянного тока.
Также они утверждают, что полупроводник является гибким и может быть изготовлен в рулонами для покрытия очень больших площадей, потенциально стен или потолков.
По мнению исследователей, Wi-Fi может стать широко распространенным источником питания
Перспективные варианты использования для прибора - стать источником питания гибкой и носимой электроники, медицинских устройств и датчиков для "интернета вещей", сети устройств, такой как транспортные средства или бытовая техника, в которой есть электроника, программное обеспечение, приводы (активаторы) и системы подключения.
В экспериментах данное устройство может производить около 40 микроватт мощности при воздействии типичных уровней мощности сигналов Wi-Fi (около 150 микроватт). Это достаточно, чтобы экран вашего телефона зажегся.
Другим возможным применением является питание передачи данных имплантируемых медицинских устройств, говорит соавтор исследования Хесус Грахаль, из Мадридского Технического Университета. Например, сейчас исследователи начинают разрабатывать таблетки, которые могут быть проглочены пациентами, а затем передавать данные о состоянии здоровья обратно на компьютер для диагностики.
"Вы ведь не захотите использовать батареи для питания этих таблеток, потому что если произойдет утечка лития, больной может умереть, - говорит доктор Грахаль. - Гораздо лучше собирать энергию из окружающей среды, чтобы питать эти небольшие лаборатории внутри тела и передавать данные внешним компьютерам".