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？
【WiFi可提供电能 那反过来行吗】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 。 这意味着， 未来或许会出现无电池手机、无电池笔记本电脑……没电了， 连上WiFi即可充电使用 。
此次技术突破， 有赖于新研发出的“硅整流二极管天线” 。 它能为没有电池的智能手机、笔记本电脑、可穿戴设备等提供电能 。 据报道， 在该项研究中， 当硅整流二极管天线接触到约150微瓦的WiFi信号时， 会产生约40微瓦的电量 。
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？
WiFi信号属于杂散能源
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” 。
杂散能源的种类有很多 。 以杂散机械能源为例， 它包括车辆在行进过程中部件产生的振动能量、重型设备运动或作业时引起建筑物振动从而产生的能量、人在步行过程中踏步产生的动能、手臂的摆动乃至血压的变化所带来的动能等 。 这些看起来微不足道的能源， 都可以被利用起来 。
“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 。 ”中国科学院电工研究所研究员刘国强告诉科技日报采访人员， 上世纪中叶出现的自动手表， 就是利用手腕摆动的机械能使表内发条卷紧， 进而驱动手表工作 。
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 。
“整流二极管是一种将交流电能转化为直流电能的器件， 也是高频电磁信号被转化为直流电的‘桥梁’， 即WiFi信号被转化为电能的‘桥梁’ 。 ”刘国强说 。
“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 。 ”刘国强介绍道， 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 。
尚难实现万物通电即可互联
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 。 ”刘国强解释道， 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 。
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