ال بطارية إنها واحدة من التحديات التي تواجه الشركات المصنعة للهواتف الذكية لهذا العام الجديد. لا يوجد هاتف محمول في السوق خالٍ من هذه اللعنة. السلطة والتصميم والعديد من الكاميرات ولكن لا يزال يتعين علينا شحن الهاتف المحمول كل يوم تقريبًا. الهواتف الذكية اسحب الحد من الطاقة بدون يمكننا أن نفعل أي شيء لتجنب ذلك. أو على الأقل حتى الآن. لأنك تتخيل أنه قريبًا ستعمل الهواتف المحمولة أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو الأجهزة اللوحية أو الساعات الذكية بدون بطارية.
فريق من الباحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT ، في الولايات المتحدة) ، بقيادة المهندس الإسباني توماس بالاسيوسوقد قدمت في مجلة Nature الخطوة الأولى في هذا الاتجاه مع إنشاء أول هوائي قادر على تحويل إشارة نقل Wi-Fi إلى كهرباء يمكن إعادة شحن الأجهزة. ثورة تكنولوجية كاملة في عالم الكهرباء اللاسلكية.
توماس بالاسيوس هو واحد من أبرز العلماء في مجال المواد الجديدة وأستاذ لمدة عشر سنوات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا – الجامعة الأمريكية المرموقة حيث أنها واحدة من أفضل كليات الهندسة في العالم ، حيث تم منح أكثر من 70 جائزة نوبل ، من بين الخريجين والأساتذة. ويقود حاليًا بحثًا دوليًا مع زملاء من UPM وجامعة كارلوس الثالث في مدريد وبوسطن وساوث كارولينا. إنه يهدف إلى كل شيء من حولنا متصل ويمكن أن يتغذى بشكل مستقل. وقال المهندس في مقابلة مع هذه الصحيفة "الحاجة الملحة الحالية هي اكتشاف كيفية توفير الطاقة."
هوائي خاص – مستقبل – يلتقط الإشارة اللاسلكية ويحول تياره البديل إلى مستمر. المؤلفون استخدام هوائي من تردد راديوي مرن لالتقاط موجات Wi-Fi. ثم ، يتم إرسال إشارة AC الخاصة بك إلى الموليبدينوم ثاني كبريتيد أشباه الموصلات (MoS2) – واحدة من أنحف في العالم ، مع سمك ثلاث ذرات فقط – الذي يحولها إلى تيار مباشر بحيث يمكن أن السلطة الدوائر الإلكترونية.
إنه أول جهاز مرن بالكامل يمكنه تحويل التيار المتناوب لإشارات Wi-Fi إلى أجهزة إلكترونية مستمرة في التشغيل
بهذه الطريقة ، الأجهزة الخالية من البطارية يمكنها التقاط إشارات Wi-Fi وتحويلها بشكل سلبي، التي تغمر بشكل متزايد أماكن أكثر من حولنا ، في مصدر مفيد للغذاء. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم مزايا المرونة ويمكن تصنيعها على شكل لفائف لتغطية مساحات كبيرة جدًا.
«ماذا سيحدث إذا استطعنا تطوير أنظمة إلكترونية قادرة على تغطية الجسر أو الطريق أو جدران مكتبنا ، مما يوفر المعلومات الإلكترونية لكل شيء من حولنا؟ يقول توماس توماس بالاسيوس ، مؤلف مشارك وأستاذ في قسم الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: كيف يمكننا توفير الطاقة لهذه الأجهزة الإلكترونية؟
«لقد ابتكرنا طريقة جديدة لتشغيل الأنظمة الإلكترونية في المستقبل – ملاحظات Palacios – من خلال الحصول على طاقة Wi-Fi بطريقة يمكن دمجها بسهولة في مناطق واسعة لجلب هذه الذكاء إلى كل كائن يحيط بنا.
من بين التطبيقات الأولى لل rectena الجديد هو امدادات الطاقة للأجهزة الإلكترونية مرنة، الأجهزة المحمولة و مجسات لما يسمى بإنترنت الأشياء. ال smartphones الهواتف الذكية المرنة ، على سبيل المثال ، هي سوق جديد لشركات التكنولوجيا الكبرى.
في التجارب التي قام بها الفريق ، وقد ثبت ذلك يمكن أن ينتج جهازك حوالي 40 ميكرو واط من الطاقة عند تعريضه لمستويات نموذجية من إشارات Wi-Fi. (حوالي 150 ميكروات). هذا أكثر من بما فيه الكفاية لإلقاء الضوء على شاشة الهاتف المحمول أو رقاقة السيليكون.
تطبيق آخر ممكن هو توليد الطاقة لنقل البيانات في الأجهزة الطبية القابلة للزرع ، كما يقول. يسوع جلالأيضا مؤلف مشارك وأستاذ في جامعة البوليتكنيك بمدريد (UPM). في الواقع ، يقوم الباحثون بتطوير حبوب يمكن أن يبتلعها المرضى ولديهم القدرة على نقل البيانات المتعلقة بصحتهم بحيث يمكن تسجيلهم على جهاز كمبيوتر وإجراء تشخيصات لهم. وقال جراجال "من الناحية المثالية ، لا تستخدم البطاريات لتشغيل هذه الأنظمة لأنهم إذا فقدوا الليثيوم فقد يموت المريض". "من الأفضل بكثير جمع الطاقة من البيئة لتشغيل هذه المختبرات الصغيرة داخل الجسم وتوصيل البيانات إلى أجهزة الكمبيوتر الخارجية."
يصر المهندس على حداثة هذا البحث: «استخدام الإلكترونيات المرنة القائمة على مواد ثنائية الأبعاد (MoS2 في هذه الحالة) لتوليد الكهرباء من الإشارات الكهرومغناطيسية الموجودة في البيئة ، مثل Wi-Fi والهواتف المحمولة. لذلك هذا الطاقة في كل مكان وخالية".
