A vezeték nélküli töltés egyre gyakrabban fordul elő a telefonok és más eszközök esetében, de még mindig nagyon rövid a hatótávolsága. Az adott készüléknek általában egy töltőpad tetején kell lennie, ami megszünteti a vezeték nélküli használat előnyeit.
Azonban egy újabb lépés történt a valóban vezeték nélküli töltés felé, miután mérnökök kifejlesztettek egy ultra vékony eszközt, amely elnyeli a Wi-Fi jeleket és átalakítja azokat villamos energiává.
Az új rendszer a meglévő, egyenirányító antennáknak nevezett eszközökön alapul. Ezek a váltakozó elektromágneses hullámokat elnyelik a levegőben - mint például a Wi-Fi jeleket - és átalakítják egyenárammá. A legtöbbjük azonban merev, és szilíciummal vagy gallium-arzeniddal készülnek, melyek kis elektronikai eszközök tápellátására alkalmasak. Az MIT mérnök csapata azonban egy új, egyenletesen rugalmas anntennát fejlesztett ki, amely sokkal nagyobbra méretezhető. (1)
Az új antennához a csapat elkészítette az egyenirányítót - a komponenst, amely átalakítja az áramot - molibdén-diszulfidból. Ennek a félvezető anyagnak a vastagsága mindössze három atomnyi, ami rendkívül rugalmassá teszi, miközben megtartja a hatékonyságát.
A csapat azt mondja, hogy a molibdén-diszulfid egyenirányító 10 GHz-es vezeték nélküli jeleket képes elnyelni és konvertálni körülbelül 30 százalékos hatékonysággal. Ez sokkal magasabb, mint a többi rugalmas kialakítás, és a kutatók szerint sokkal gyorsabb.
Ez azt jelenti, hogy nem jelent kihívást más egyenirányítókkal szemben, melyek akár 60 százalékos hatékonyságot is elérhetnek. Ráadásul viszonylag kis mennyiségű villamos energiát generál, mintegy 40 mikrowattot hoz létre körülbelül 150 mikrowatt Wi-Fi-teljesítményből. Bár ez nem sok, elegendő ahhoz, hogy a kisebb hordozható vagy orvosi elektronikus eszközöket táplálja, melyekben így nincs szükség elemekre.
A csapat azt reméli, hogy ezeket a hátrányokat felülmúlják az új kialakítás egyéb előnyei, beleértve a rugalmasságot és a méretezhetőséget.
"Mi lenne, ha olyan elektronikus rendszereket tudnánk kifejleszteni, amelyek egész hidakat borítanak be vagy egy egész autópályát, vagy az irodáink falait fednék le, és elektromos áramot termelne körülöttünk minden?" - mondja Tomás Palacios, a tanulmány társszerzője.
"Hogyan biztosítanánk energiát az elektronikai eszközöknek? Egy új módszert dolgoztunk ki a jövő elektronikai rendszereinek energiaellátására - a Wi-Fi energia oly módon történő összegyűjtésével, amely könnyen integrálható nagy területeken -, hogy minél több intelligens tárgy vegyen körül bennünket."
Ezután a csapat a hatékonyság növelését és az összetettebb rendszerek kiépítését tervezi. (2)
(1) - https://www.nature.com/articles/s41586-019-0892-1
(2) - http://news.mit.edu/2019/converting-wi-fi-signals-el