石墨烯設備可以收集Wi-Fi信號進行無線充電

2020-03-31     石墨烯聯盟


麻省理工學院的一個研究小組設計了一種方法,可以從環境輻射中獲取能量,為小型電子設備(手機可能還不行)充電。



就目前而言,無線充電技術並不比有線充電有用多少,因為市面上的無線充電手機也並非真正的無線充電,它們無法像WiFi那樣,隨時隨地的使用,依然需要藉助帶有線的無線充電器裝置,只不過不需要插手機數據線,省去了插拔的麻煩。周圍的空氣中散布著大量的環境輻射,現在,麻省理工學院的研究人員制定了系統的藍圖,該系統可以利用這種浪費的能源為設備充電。太赫茲輻射是由電磁波譜上介於紅外和微波之間的高頻波組成的。它們是由許多電子設備產生的,基本上包括任何能發出Wi-Fi信號的東西。雖然這看起來像是能量中尚未開發的金礦,但是眾所周知,這些能量很難利用。麻省理工學院團隊的新方法似乎是一種有趣的可能性-但在現階段,這只是一個是設想,尚未經過測試。

該研究的主要作者Hiroki Isobe表示:「我們被太赫茲範圍內的電磁波所包圍。」 「如果我們能夠將這種能量轉換成可用於日常生活的能源,那將有助於解決我們目前面臨的能源挑戰。」該小組的設備被稱為太赫茲整流器,它由一個小正方形的石墨烯和下面的一層氮化硼組成,兩側是天線。該天線收集來自周圍空氣的太赫茲輻射,從而增強信號,同時將其傳遞到石墨烯上。這進而導致石墨烯中的電子全部沿相同方向流動,從而產生直流電(DC)。

太赫茲整流器工作原理的示意圖。紅線是太赫茲波,藍色三角形是天線,綠色正方形是石墨烯。(圖片來源:newatlas)

研究小組說,石墨烯需要儘可能純,因為任何雜質都會使電子散射。氮化硼層也起到同樣防止發生這種情況發生的作用。正常情況下,石墨烯中的電子在各個方向上受到的力是均等的,但下層中的硼和氮原子會將其路徑重定向到足以使它們一起移動的方向。

雖然任何太赫茲整流器可能只會產生少量電能,但一開始足以為小型設備供電。研究小組建議,第一種使用情況可以是為植入式設備(例如起搏器)供電,這些設備目前需要通過手術來更換電池。

但當然,這種技術的最終目標是在使用手機和筆記本電腦時給它們無線充電。多年來,研究人員一直在尋找獲取無線電波等信號的方法,但普遍存在的問題包括輸出功率小、充電時間長或需要專門建造的房間。看來在未來的許多年裡,我們都還需要使用有線充電。儘管如此,麻省理工學院的項目是邁向實用無線充電技術的最新一步。該團隊現在計劃開始構建和測試物理設備。該研究發表在《 Science Advances.》上。(DOI: 10.1126/sciadv.aay2497)

文章來源:Carbontech

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-hk/UlpUM3EBnkjnB-0zSWFH.html