в

Двовимірна антена перетворює сигнали Wi-Fi в електрику

Інженери MIT розробили гнучку двовимірну випрямну антену (ректенна), яка перетворює сигнали Wi-Fi в електрику з ефективністю 30 відсотків.

Двовимірна антена перетворює Wi-Fi в електрику
credit: Christine Daniloff

Багато виробників смартфонів сьогодні комплектують свої мобільні пристрої бездротовою зарядкою, але у неї все ще є один великий недолік – телефону необхідно лежати на поверхні зарядного пристрою, що зводить нанівець переваги бездротового підключення. Незабаром ця ситуація нарешті може змінитися, оскільки інженери MIT зробили важливий крок до створення дійсно бездротової зарядки, розробивши ультратонкий гнучкий пристрій, що вловлює сигнали Wi-Fi та перетворює їх на електрику. Якщо вмонтувати таку Wi-Fi-зарядку в смартфон, то його користувачеві можна буде взагалі забути про необхідність в періодичній зарядці, оскільки вона відбуватиметься постійно в автоматичному режимі.

Нова система заснована на існуючих пристроях, які називаються випрямні антени або ректенни і призначені для перетворення енергії поля електромагнітної хвилі в енергію постійного струму. Вони захоплюють електромагнітні хвилі змінного струму в повітрі, такі як сигнали Wi-Fi, і перетворюють їх в електрику. Всі існуючі сьогодні ректенни досить жорсткі, вони виготовляються з арсеніду кремнію або галію і найкраще підходять для живлення невеликої електроніки. Але інженери MIT розробили нову надтонку випрямну антену, досить гнучку, щоб її можна було масштабувати до набагато більших розмірів.

Цікавий факт: Нова бездротова система Li-Fi у 100 разів швидша за Wi-Fi.

В її основі лежить випрямляч з дисульфіду молібдену (MoS2) – компонента, який перетворює Wi-Fi в електричний струм. Цей напівпровідниковий матеріал має товщину всього три атоми, що робить його надзвичайно гнучким і ефективним. Такий випрямляч може захоплювати і перетворювати до 10 ГГц бездротових сигналів з ефективністю близько 30 відсотків, що набагато більше, ніж у інших гнучких ректенн. Але, тим не менше, існують жорсткі випрямні антени, які можуть досягати ефективності до 60 відсотків. Також, ця нова двовимірна антена виробляє відносно невелику кількість електроенергії – близько 40 мікроват з приблизно 150 мікроват енергії Wi-Fi. Не так багато, як хотілося б, але цього має бути достатньо для живлення невеликих переносних або медичних електронних пристроїв, яким більше не знадобиться батарея.

Команда інженерів MIT сподівається, що ці недоліки будуть переважені особливостями нового дизайну, включаючи його гнучкість та масштабованість. Томас Паласіос, співавтор дослідження, каже:

«Що, якщо ми могли б розробити електронні системи, якими покриємо міст, цілу магістраль або стіни нашого офісу? Це забезпечить електроенергію для всієї необхідної електроніки. Ми придумали новий спосіб живлення електронних систем майбутнього – шляхом збору енергії Wi-Fi за допомогою двовимірних гнучких антен, які можна інтегрувати на великих площах”.

В даний час вчені займаються підвищенням ефективності своєї нової двовимірної антени, яка перетворює сигнали Wi-Fi в електрику, а також вони вивчають можливість побудови більш складних систем на базі цього корисного пристрою.

Що Ви про це думаєте?

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *