麻省理工学院科学家制造的柔性装置将Wi-Fi信号转换为电能

麻省理工学院的科学家开发出了第一种完全灵活的设备，可以将Wi-Fi信号中的能量转化为电力，为无需电池的日常电子产品无线供电铺平了道路。

将交流电磁波转换成直流电的装置被称为“直流电管”。

研究人员展示了一种新的直流电，这在《自然》杂志上发表的一项研究中得到了描述，这种直流电使用灵活的射频(RF)天线，将电磁波--包括携带Wi-Fi的电磁波--捕捉为交流波形。

然后，天线被连接到一个由只有几个原子厚的二维半导体制成的新设备上。交流信号进入半导体，半导体将其转换成直流电压，可以用来为电子电路供电或为电池充电。

通过这种方式，无电池设备被动地捕捉并将无处不在的Wi-Fi信号转化为有用的DC电源。此外，该器件是柔性的，并且可以在卷对卷工艺中制造以覆盖非常大的区域。

“如果我们能开发出一个电子系统，覆盖一座桥、一整条高速公路、或者我们办公室的墙壁，并将电子智能带到我们周围的一切，那会怎么样？你如何为这些电子设备提供能量？“美国麻省理工学院(MIT)教授托马斯·帕拉西奥斯说。

帕拉西奥斯说：“我们已经提出了一种新的方式来为未来的电子系统供电--通过以一种容易在大面积集成的方式收集Wi-Fi能量--为我们周围的每一个物体带来智能。”

拟议中的rectenna的早期应用前景良好，包括为柔性和可穿戴电子设备、医疗设备和“物联网”传感器供电。

例如，对于大型科技公司来说，灵活的智能手机是一个炙手可热的新市场。在实验中，当暴露在Wi-Fi信号的典型功率水平（约150微瓦）下时，研究人员的设备可以产生约40微瓦的功率。

这足以点亮一个简单的移动显示器或硅芯片。

马德里技术大学的研究人员赫苏斯·格拉哈尔说，另一个可能的应用是为植入式医疗设备的数据通信提供动力。

例如，研究人员开始开发可以被病人吞咽的药丸，并将健康数据流回计算机进行诊断。

“理想情况下，你不想使用电池来为这些系统供电，因为如果它们泄漏锂，病人可能会死亡，”格拉哈尔说。

“从环境中获取能量，为体内的这些小实验室供电，并将数据与外部计算机通信，这要好得多，”他说。

这项研究为具有大量产出和效率的灵活Wi-Fi到电力设备提供了蓝图。根据Wi-Fi输入的输入功率，当前设备的最大输出效率为40%。

在典型的Wi-Fi功率水平下，整流器的功率效率约为30%。作为参考，今天最好的硅和砷化镓直流电极由刚性的、更昂贵的硅或砷化镓制成，约占50%至60%。

该团队现在正计划构建更复杂的系统并提高效率。