Investigación

¿Podremos cargar el teléfono con las señales de Wi-Fi?

Nuestros ojos están puestos solo en una franja estrecha.Posibles longitudes de onda de radiación electromagnética, alrededor de 390-700 nanómetros. Si pudieras ver el mundo en diferentes longitudes de onda, sabrías que en un área urbana incluso estás iluminado en la oscuridad: radiación infrarroja, microondas y ondas de radio en todas partes. Parte de esta radiación electromagnética del ambiente es emitida por objetos que dispersan sus electrones en todas partes, y una parte transporta señales de radio y señales de Wi-Fi que subyacen en nuestros sistemas de comunicación. Toda esta radiación también lleva energía.

¿Y si pudiéramos utilizar la energía de las ondas electromagnéticas?

Investigadores de la tecnología de MassachusettsEl Instituto presentó un estudio que apareció en la revista Nature, que describió en detalle cómo comenzar la implementación práctica de este objetivo. Desarrollaron el primer dispositivo totalmente flexible que puede convertir la energía de las señales de Wi-Fi en electricidad de CC utilizable.

Cualquier dispositivo que pueda convertirLas señales de corriente alterna (CA) a corriente continua (CC) se llaman rectales: antena rectificadora. La antena capta la radiación electromagnética, convirtiéndola en corriente alterna. Luego pasa a través de un diodo que lo convierte en corriente continua para su uso en circuitos eléctricos.

Rektenny se propuso por primera vez en la década de 1960 yincluso solía demostrar el modelo de un helicóptero impulsado por microondas en 1964 por el inventor William Brown. En esta etapa, los futuristas ya han soñado con la transmisión inalámbrica de energía a largas distancias e incluso el uso de la rectilla para recolectar la energía solar cósmica de los satélites y transmitirla a la Tierra.

Rectena optica

Hoy en día, las nuevas tecnologías funcionan a nanoescala.Permite un montón de novedades. En 2015, investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia recolectaron el primer recteno óptico capaz de manejar altas frecuencias en el espectro visible de los nanotubos de carbono.

Hasta ahora, estos nuevos rectenes ópticos tienentienen baja eficiencia, alrededor del 0,1 por ciento, y por lo tanto no pueden competir con la creciente eficiencia de los paneles solares fotovoltaicos. Pero el límite teórico para las células solares basadas en el recto es probablemente más alto que el límite de Shockley-Kusser para las células solares, y puede alcanzar el 100% cuando se ilumina con radiación de cierta frecuencia. Esto hace posible una transmisión inalámbrica eficiente.

Una nueva pieza de dispositivo fabricada por MIT,aprovecha la ventaja de una antena de radiofrecuencia flexible que puede capturar las longitudes de onda asociadas con las señales de Wi-Fi y convertirlas a corriente alterna. Luego, en lugar del diodo tradicional para convertir esta corriente en una constante, el nuevo dispositivo utiliza un semiconductor "bidimensional", de apenas unos pocos átomos de espesor, creando un voltaje que puede utilizarse para alimentar dispositivos portátiles, sensores, dispositivos médicos o dispositivos electrónicos de gran área.

Los nuevos rectennes consisten en tales "bidimensionales" (2D)Materiales: disulfuro de molibdeno (MoS2), que tiene solo tres átomos de espesor. Una de sus propiedades notables es la reducción de la capacitancia parásita, la tendencia de los materiales en los circuitos eléctricos a actuar como condensadores que sostienen una cierta cantidad de carga. En la electrónica de CC, esto puede limitar la velocidad de los convertidores de señal y la capacidad de los dispositivos para responder a altas frecuencias. La nueva rectibenne de disulfuro de molibdeno tiene una capacidad parásita de un orden de magnitud inferior a la desarrollada hasta el momento, lo que permite que el dispositivo capture señales de hasta 10 GHz, incluso en el rango de dispositivos Wi-Fi típicos.

Tal sistema tendría menos problemascon baterías: su ciclo de vida sería mucho más largo, los dispositivos eléctricos se cargarían con la radiación ambiental y no habría necesidad de desechar los componentes, como es el caso de las baterías.

“¿Y si pudiéramos desarrollar electrónica?¿Sistemas que rodearán el puente o que cubriremos toda la carretera, las paredes de nuestra oficina, y daremos inteligencia electrónica a todo lo que nos rodea? ¿Cómo proporcionará toda esta electrónica con energía? ”, Pregunta el coautor Thomas Palacios, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en el Instituto de Tecnología de Massachusetts. "Hemos ideado una nueva forma de alimentar los sistemas electrónicos del futuro".

El uso de materiales 2D permite baratoProducimos electrónica flexible, que potencialmente nos permite colocarla en grandes áreas para recolectar radiación. Los dispositivos flexibles podrían estar equipados con un museo o una superficie de la carretera, y sería mucho más barato que usar la resina de silicio tradicional o semiconductores de arseniuro de galio.

¿Puedo cargar mi teléfono con señales wifi?

Desafortunadamente, esta opción parece extremadamentepoco probable, aunque a lo largo de los años el tema de la "energía libre" ha estado engañando a la gente una y otra vez. El problema es la densidad de energía de las señales. La potencia máxima que un punto de acceso Wi-Fi puede usar sin una licencia de transmisión especial es generalmente de 100 milivatios (mW). Estos 100 mW se irradian en todas direcciones, extendiéndose sobre el área de superficie de la esfera, en cuyo centro se encuentra un punto de acceso.

Incluso si su teléfono móvil recoge todosesta potencia es 100% eficiente, aún tardaría días en cargar el iPhone, y la pequeña área y la distancia del punto de acceso del teléfono limitarían seriamente la cantidad de energía que podría acumularse de estas señales. El nuevo dispositivo MIT podrá capturar alrededor de 40 microwatts de energía cuando se exponga a una densidad típica de Wi-Fi de 150 microwatts: esto no es suficiente para alimentar el iPhone, sino suficiente para una pantalla simple o un sensor inalámbrico remoto.

Por esta razón, es mucho más probable queLa carga inalámbrica para dispositivos más grandes dependerá de la carga por inducción, que ya puede alimentar los dispositivos hasta un metro de distancia, si no hay nada entre el cargador inalámbrico y el objeto de carga.

Sin embargo, la energía de radiofrecuencia circundantese puede usar para alimentar ciertos tipos de dispositivos. ¿Cómo crees que funcionaron las radios soviéticas? Y el próximo "Internet de las cosas" definitivamente usará estos modelos de poder. Solo queda crear sensores con bajo consumo de energía.

Coautor de la obra, Jesús Grazhal de la Técnica.La Universidad de Madrid ve uso potencial en dispositivos médicos implantables: una píldora que un paciente puede tragar transferirá los datos de salud a una computadora de diagnóstico. "Lo ideal sería que no quisiera usar baterías para alimentar tales sistemas, porque si pierden el litio, el paciente puede morir", dice Grazhal. "Es mucho mejor recolectar energía del medio ambiente para alimentar a estos pequeños laboratorios dentro del cuerpo y transferir datos a computadoras externas".

Rendimiento actual del dispositivoes aproximadamente 30-40% comparado con 50-60% para el rectenn tradicional. Junto con conceptos tales como la piezoelectricidad (materiales que generan electricidad cuando se comprimen o estiran físicamente), la electricidad generada por las bacterias y el calor del medio ambiente, la electricidad "inalámbrica" ​​puede convertirse en una de las fuentes de energía para futuras microelectrónicas.

Espero que no te moleste que este método de carga de teléfonos no sea adecuado. Cuéntanoslo en nuestro chat en telegram.