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        WiFi可提供电能 那反过来行吗

        代小佩

        2019年02月27日08:37  来源£º科技日报
         
        原标题£ºWiFi可提供电能£¬那反过来行吗

         每天£¬你用手机接上WiFi¡¢打开网页£¬这一切看似稀松平常¡£但你是否想过£¬有一天也许能用WiFi充电£¿

        这听起来不可思议£¬但确实有研究证明?#20284;?#21487;行性¡£近日£¬外媒报道了一项重大突破¡ª¡ª科学家将WiFi信号转化为电能¡£通俗点说£¬就是通过WiFi发电¡£这意味着£¬未来或许会出?#27835;?#30005;池手机¡¢无电池笔记本电脑¡­¡­没电了£¬连上WiFi即可充电使用¡£

        此次技术突破£¬有赖于新研发出的¡°硅整流二极管天线?#34180;?#23427;能为没有电池的智能手机¡¢笔记本电脑¡¢可穿戴设备等提供电能¡£据报道£¬在该项研究中£¬当硅整流二极管天线接触到约150微瓦的WiFi信号时£¬会产生约40微瓦的电量¡£

        那么£¬WiFi信号是如何被转化为电能的£¿电能也可以被转化为WiFi信号吗£¿通讯信号与能源之间可否实现直接转化£¿

        WiFi信号属于杂散能源

        实际上£¬除WiFi信号外£¬我们身边还有很多能源可被转化为电能¡£比如£¬无线电波¡¢机械能¡¢人体热扩散能等¡£此类无处不在又尚未被?#34892;?#21033;用的能源£¬被称为¡°杂散能源?#34180;?/p>

        杂散能源的种类有很多¡£以杂散机械能源为例£¬它包括车辆在行进过程中部件产生的振动能量¡¢重型设备运动或作业时引起建筑物振动从而产生的能量¡¢人在步行过程中踏步产生的动能¡¢?#30452;?#30340;摆动乃至血压的变化所带来的动能等¡£这些看起来微不足道的能源£¬都可以被利用起来¡£

        ¡°捕获环境中的杂散能源£¬就好像银行把众多小?#31361;§µ那?#25910;集起来£¬再借给需要的人¡£¡±中国科学院电工研究所研究员刘国强告诉科技日报记者£¬上世纪中叶出现的自动?#30452;í£?#23601;是利用手腕摆动的机械能使表内发条卷紧£¬进而驱动?#30452;?#24037;作¡£

        不过£¬WiFi信号与其他的杂散能源不同£¬它是高频电磁波¡£考虑到其对人体健康的影响£¬WiFi信号在人类活动范围内通常能量很小¡£需要采用整流二极管天线£¬来接收无线网络信号£¬并经过整流滤波转化成直流电后才能为我们所用¡£

        ¡°整流二极管是一种将交流电能转化为直流电能的器件£¬也是高频电磁信号被转化为直流电的¡®桥梁¡¯£¬即WiFi信号被转化为电能的¡®桥梁¡¯¡£¡±刘国强说¡£

        ¡°目前£¬各国都逐渐意识到杂散能源的重要性£¬这一方向已成为研究热点¡£研究工作最终要实现的目标是£¬以捕获杂散能源的模式£¬部分取代甚至全部取代现有化学电池供电模式¡£¡±刘国强介绍道£¬若能利用杂散能源捕获发电技术£¬以后或许就不再需要更换电池了£¬科学家有望研制出¡°终身无需更换¡±的能源£¬甚至可能让电器挣脱电源?#33041;际ø¡?/p>

        以现?#34892;?#33039;起搏器为例¡£资料显示£¬目前的心脏起搏器依靠电池供电£¬但电池寿命有限£¬病人须在安装后的5年到10年间经二次手术更换电池¡£而未来的心脏起搏器£¬可利用心跳释放的动能进行充电¡£已有研究人员在现?#34892;?#33039;起搏器上添加一块聚合物薄片£¬使心跳的动能转化为电能£¬供起搏器正常运转¡£

        ?#24515;?#23454;现万物通电即可互联

        ?#28909;?#26434;散的网络信号可被转化为电能£¬那么电能有无可能被转化为网络信号£¬进而实现万物通电即可互联呢£¿

        ¡°理论上£¬万物通电即可互联是有可能实现的¡£¡±刘国强解释道£¬一种可能的方式是£¬利用电能驱动高频振荡器产生高频信号£¬再通过高频功率放大器放大信号£¬接着使用倍频器¡¢变频器¡¢调制器和解调器进行信号变换£¬之后使用天线将电磁波发射出去£¬便可实现电能到网络信号的转化¡£

        ¡°但目前还没有直接¡¢简单的手段£¬能把杂散能源转化成无线信号¡£¡±刘国强说¡£

        虽然杂散能量捕获技术¡¢无线通信技术与无线电能传输技术的?#35813;?#21457;展£¬使得一定范围内物体之间的能量和信号转化成为可能¡£但要实现这一目标£¬还需时日¡£其中£¬找到新材?#31232;?#23454;现材料领域的技术突破£¬是一大难点£¬而减小发电装置的体积¡¢提高转化效率是实验成果落地的关键¡£

        ¡°能源是一种客观存在£¬如同桌椅板凳¡£点燃火柴就产生热能£¬说话就能产生震动能¡£但这些能源不能被直接转化为无线信号¡£¡±电子科技大学光电科学与工程学院副研究员汪相如解释道£¬因为信号是?#34892;?#30340;£¬如果不进行调制£¬我们所获取的声波¡¢电磁波也不过是来自环?#36710;?#24178;扰¡£

        ¡°信息的传播需要编码和解码这两个过程£¬还需要信息收发双方间的对码和协议£¬否则我们将无法理解信息¡£¡±汪相如说£¬从这种意义上来讲£¬信号需要¡°特殊加工¡±后才能被传递?#31361;?#21462;¡£

        ¡°现阶段来看£¬把电能转化为WiFi£¬只是一种美好的设想¡£或许未来的某一天£¬在一些新材料出现后£¬这些杂散能源可直接驱动新器件然后发射信号¡£¡±刘国强说¡££¨代小佩£©

        (责编£º刘婧婷¡¢熊旭)

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