Производство энергии из радиоволн может показаться чем-то из книги научной фантастики. Однако группа из Университета Южной Флориды разработал устройство которые могли бы сделать именно это, по мнению исследователей.
Устройство, представляющее собой специализированную метаповерхностную антенну, способную поглощать радиоволны и преобразовывать их в энергию, может изменить энергетический сектор в целом.
От радиоволн к электричеству: как это работает?
Исследователи годами пытались уловить энергию радиоволн. Это не простая процедура, и она может стоить больше энергии на входе, чем на выходе. По мере развития технологий, использующих окружающие радиоволны, таких как Wi-Fi, GPS, Bluetooth или сети сотовой связи, собирается больше радиоволн. Также были достигнуты успехи в метаматериалах (особые типы материалов, разработанные со свойствами, отсутствующими в природных материалах). Вместе эти два фактора делают возможным устойчивое преобразование радиоволн в энергию.
Чтобы создать собственную антенну, исследователи из Университет Южной Флориды они использовали метаматериал, который имеет высокую абсорбция радиоволн и обеспечивает больший поток электрического тока. Это повысило энергоэффективность антенны, что стало первым шагом в преобразовании волн низкой интенсивности в электрическую энергию. «Эта технология также может быть адаптирована для обеспечения источника радиоволн, который питает или заряжает устройства в комнате», — объясняет он. Клейтон Фаулер, член группы, работавшей над разработкой антенны.
Испытания радиоволновой антенны под напряжением
Чтобы проверить антенну, приемники измерили количество энергии, собранной радиоисточником в диапазоне от 0,7 до 2,0 ГГц, затем команда изменила частоту радиоволн, чтобы увидеть, повлияло ли это на количество собранной энергии.
Их испытания показали, что антенна может собирать 100 микроватт мощности от радиоволн с интенсивностью, равной той, которая возникает на расстоянии 100 метров от вышки сотовой связи. «Мы также подносили сотовый телефон очень близко к антенне во время телефонного разговора», — говорит он. Цзянфэн Чжоу из Университета Южной Флориды. «Хотя было бы более практично собирать энергию с вышек сотовой связи, наша антенна все же продемонстрировала способность улавливать энергию».
Прощайте кабели и энергия в движении
Исследователи считают, что уникальные возможности этого устройства могут вызвать огромный сдвиг в энергетической отрасли.
«За счет отказа от проводных соединений и аккумуляторов эти антенны энергии радиоволн могут помочь снизить затраты, повысить надежность и сделать некоторые электрические системы более эффективными», — говорит Чжоу.
Они были бы полезны для питания датчиков умного дома, таких как датчики температуры, освещения и движения, или датчиков, используемых для мониторинга конструкции зданий или мостов, где замена батареи затруднена, а иногда и невозможна.
Эта антенна также может быть сделана более портативной, что позволяет лучше собирать электроэнергию в дороге или в фоновом режиме с интеллектуальными устройствами. В итоге? Больше эффективности и устойчивости.
