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手机以后可能就不需要电池了,新的2-D材料能将WiFi信号转换成电力!

信息来源:powercn.net  时间:2019-08-03  浏览次数:55

为了让我们的电子设备能在没有电池的情况下工作,麻省理工学院和其他地方的研究人员朝这个方向迈出了一步,弄出了第一个可以将能量从Wi-Fi信号转换为可以为电子设备供电的电力的设备。

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新的2-D材料将交流电磁波转换为直流电的设备被称为“整流天线”。研究人员展示了一种新的天线,在今天的“ 自然”杂志上发表的一项研究中描述,该天线使用灵活的射频(RF)天线捕获电磁波 -包括那些携带Wi-Fi的人 - 作为交流波形。

然后将天线连接到由仅几个原子厚度的二维半导体制成的新型器件。AC信号进入半导体,半导体将其转换为可用于为电子电路供电或为电池充电的DC电压。

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通过这种方式,无电池设备被动地捕获普遍存在的Wi-Fi信号并将其转换为有用的DC电源。

在实验中,研究人员的设备在暴露于Wi-Fi信号的典型功率水平(大约150微瓦)时可以产生大约40微瓦的功率。这足以点亮LED或驱动硅芯片。

该装置是柔性的,其弯曲的特性可以覆盖非常大的区域。整流天线的早期应用前景还是很广阔的,包括为“物联网”提供灵活的可穿戴电子设备,医疗设备和传感器,智能手机市场可能是最需要的。

所有整流天线都依赖于一个称为“整流器”的元件,它将交流输入信号转换为直流电。传统的整流天线使用硅或砷化镓作为整流器。这些材料可以覆盖Wi-Fi频段,但它们很僵硬。

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并且,尽管使用这些材料来制造小型装置相对便宜,但是使用它们来覆盖大面积的区域,例如建筑物和墙壁的表面,将是成本过高的。研究人员一直试图解决这些问题很长一段时间。但到目前为止报道的少数灵活的整流天线在低频下工作,无法捕获和转换千兆赫频率的信号,而大多数相关的手机和Wi-Fi信号都是如此。

为了建立他们的整流器,研究人员使用了一种名为二硫化钼(MoS 2)的新型二维材料,其三原子厚度是世界上最薄的半导体之一。在此过程中,该团队利用了MoS 2的独特行为:当暴露于某些化学物质时,材料的原子以一种像开关一样的方式重新排列,迫使从半导体到金属材料的相变。所得到的结构称为肖特基二极管,它是半导体与金属的结。

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