Электричество из воздуха или как подзарядиться от Wi-Fi

Электричество из воздуха или как подзарядиться от Wi-Fi

Электричество из воздуха или как подзарядиться от Wi-Fi

Все без исключения передающие Wi-Fi гаджеты продуцируют терагерцевые волны (ТГц). Это электромагнитные волны спектр частот которого расположился между инфракрасным и сверхвысокочастотным диапазонами.

На данном этапе развития, ТГц волны используются преимущественно в системах безопасности. Они не наносят вред окружающим. А еще с их помощью можно идентифицировать металлические, керамические, пластиковые предметы находящиеся под одеждой и на расстоянии десятка метров.

Можно ли преобразовать в постоянный ток?

Специалисты Массачусетского технологического института заявили о создании опытного устройства. С его помощью им удалось преобразовать ТГц волны в постоянный ток и запитать от него электронику.

Используемая ими технология базируется на квантово-механическом или атомарном поведении графена. При комбинации графена и нитрида бора, у электронов углерода появляется способность изменять движение в общем направлении.

Для прохождения волн через материал в одном направлении и создания постоянного тока, входящие ТГц лучи должны «транспортировать» электроны графена. Принцип очень схож с доставкой посылки курьером.

Результат работы ученых в полном объеме опубликован в журнале Science Advances. Сейчас готовится рабочий прототип устройства.

Графен в помощь

Преобразование окружающий энергии в электричество чаще всего реализовано посредству девайсов-выпрямителей. Принцип работы которых базируется на конвертации энергии.

Обычно выпрямители взаимодействуют с низкочастотными волнами используя электрическую цепь с диодами для генерации электрического поля. Функционал подобных девайсов ограничен рядом частот, в число которых не входит ТГц диапазон.

Чтобы уйти от внешнего электрического поля и принудить электроны перемещаться в одном направлении на квантовомеханическом уровне. А также преобразовывать ТГц волны в постоянный ток, необходим исключительно чистый материал. Он должен исключать какие-либо примеси. В последствии выяснилось, что графен для этих целей просто идеален.

Правда графен должен был бы нарушить внутреннюю симметрию, иначе процесс именуется «инверсией». Электроны в графене воздействуют друг на друга с одинаковой силой. Как следствие любая поступающая энергия рассеивает их по всем направлениям симметрично.

Для того чтобы преодолеть инверсию графена и вызвать асимметричный поток электронов ученые разработали следующий механизм. На графен был нанесен нитрид бора. Визуально это напоминает рисунок сот, состоящих из двух типов атомов – бора и азота. Получился эффект “косового рассеивания”. Силы между электронами графена были выбиты из равновесия. Потому как электроны рядом с бором испытывали одну силу, в то время как электроны рядом с азотом – другую.

Принцип солнечных батарей

Преобразователь T-лучей в энергию должен также концентрировать эти волны перед их попаданием в устройство. Потому как, чем сильнее энергия поступающего терагерца, тем больше энергии преобразовывается в постоянный ток. Отталкиваясь от этого, концепт терагерцового выпрямителя состоит из небольшого графенового квадрата, размещенного на слое нитрида бора внутри антенны. Которая, в свою очередь, собирает и концентрирует окружающее терагерцовое излучение.

«За основу взяли принцип солнечных батарей, за исключением другого частотного диапазона. ТГц пригодны лишь для пассивного сбора и преобразования окружающей энергии», – заявил руководитель исследования, проффесор Фу Линь.

Область применения

На технологию подан патент. Ожидается, что с ее помощью можно будет заряжать небольшие гаджеты, такие как: ноутбуки, смартфоны, планшеты или питать по воздуху системы охраны и видео наблюдения. Место найдется и в медицинской сфере, где стоит остро вопрос электропитания имплантатов.

Читайте также: Солнечная черепица из Швеции, скоро и в России

По материалам: news.mit.edu Подготовил: el-book.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *