WiFi可提供电能,那反过来行吗
代小佩
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,但确实有研究证明了其可行性。近日,外媒报道了一项重大突破——科学家将WiFi信号转化为电能。通俗点说,就是通过WiFi发电。
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?
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有效利用的能源,被称为“杂散能源”。
捕获环境中的杂散能源,就好像银行把众多小客户的钱收集起来,再借给需要的人。
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。 整流二极管是即WiFi信号被转化为电能的‘桥梁’。
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。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的约束。
以现有心脏起搏器为例。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。已有研究人员在现有心脏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。
既然杂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。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。
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迅猛发展,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。(摘自《科技日报》2019年2月27日,有删减)