纳米级自旋整流器问世：收集环境射频能量，利用“无用”5G、Wi-Fi信号为设备充电
2024-08-20 12:03:05 EETOP现在无线网络无所不在，空中充斥着各类电磁波，移动设备每时每刻都在接收及发送5G、Wi-Fi及蓝牙等信号。然而，这些电磁波中只有小部分被实际利用，大部分都被忽视，成为了隐形的资源浪费。最近，新加坡科学家取得了一项重大突破，他们发明了一种新技术，能够有效地捕捉这些通常被视为“无用”的环境电磁波，并将其转换为可使用的直流电。
无线通讯传递信息的电磁波中，只有小部分真正发挥作用，大部分都被浪费。如果能将这些未利用的电磁波能量转换为电力，那么这将是一种可持续的资源回收方式。新加坡国立大学与日本东北大学（Tohoku University）的科学家合作，成功地将环境中的低功率射频（RF）信号转换为直流电（DC），为电子设备和传感器供电，使它们无需电池即可运行。团队已经成功地收集电波为商用温度传感器供电。
旧技术无法将微弱的环境电磁波转换为直流电，但新加坡团队克服了这一挑战。他们使用纳米级自旋整流器（spin rectifier）制作出了更灵敏的整流器，成功地将微弱电磁波转换为直流电。这项充电技术具有巨大的潜力，可以降低耗电装置对电池的依赖，延长设备的运行时间，并减少资源消耗和环境影响。此外，对于交通不便、难以定期更换电池的地点，新技术有望扩大无线传感器和网络设备的使用范围。
团队还设法将接收电磁波的天线整合到芯片中，以提高效率并缩小装置的体积。他们还改进了整流器阵列的连接方式，以降低“阻抗”（impedance）、减少能耗并提升效能。如果成功优化电磁波转换为电能的效率，这将成为一种能够自我维持（self-sustaining）的绿色替代能源。
