使用wifi信号为手机供电？

智能手机用户始终关注Wi-Fi的连接状况以及充电地点和方式。

从最近开始，韩国的无限制数据计划在电力方面引起了更多关注。考虑到电力损耗，他们携带备用电池，制造商之间在增加电池容量方面存在很多竞争。

但是，如果您可以将Wi-Fi等电子信号转换为电源，则可以为包括智能手机在内的便携式或可穿戴电子通信设备的使用带来突破。

由麻省理工学院（MIT）领导的国际团队最近成功使用新的二维材料将Wi-Fi信号转换为电能。他们开发了新的整流器，将交流电磁波转换为直流（DC）电的装置，并在最近的《自然》杂志上发表了这些文章。

世界上最小的半导体具有三个原子厚

该设备使用柔性无线电（RF）天线，该天线捕获电磁波（包括Wi-Fi信号）作为交替波形。

天线连接到一个由几个原子厚的二维微半导体制成的新设备。交流信号被发送到半导体并转换为直流电压，可以用作电子电路或电池充电电源。

通过这种方式，“无电池设备”捕获到处可见的无处不在的Wi-Fi信号并将其转换为直流电源。而且，该装置是柔性的，并且可以以卷对卷的方式制造，其制造成本低廉，使得能够在非常小的区域中使用。

麻省理工学院电气工程与计算机科学教授，麻省理工学院/ MTL微系统技术研究院中心石墨烯设备和2D系统主任，合著者Thomas Palacios说：“包裹桥梁使用电子情报时，我们如何为这些电子设备供电？”

他说：“我们已经设计出一种驱动未来电子系统的新方法。我们可以轻松地将Wi-Fi能量集成到广阔的区域中，并为周围的一切提供智能，从而捕获Wi-Fi能量。”

在可穿戴电子设备和植入式医疗设备等各种物联网中使用

团队建议，Rectenna的初始应用包括用于柔性，可穿戴电子设备，医疗设备和IoT传感器的电源。

例如，可以折叠和展开的柔性智能手机是一个热门市场，主要技术公司之间在开发方面竞争激烈。该小组开发的设备在实验中暴露于Wi-Fi的典型功率水平（约150微瓦）时，能够产生约40微瓦的功率。这足以驱动用于简单移动设备的显示器或硅芯片。

另一位研究作者，西班牙马德里科学技术大学的研究员JesúsGrajal引用了另一种应用作为植入式医疗设备中数据通信的电源。

例如，考虑医疗设备研究人员正在开发的可吞咽诊断药。诊断药会沿着患者的消化道下降，并将有关器官的状态和功能的信息发送到体外的计算机。

他说：“如果我们有一块锂电池来驱动这种诊断药，但一颗锂泄漏出去，就有死亡的危险。”

他补充说：“从环境中获取能量为内部的“小型实验室”供电并与外部计算机进行通信要好得多。”

开发具有二硫化钼原子阵列的突破性整流器

所有整流天线均基于称为整流器的组件，该组件将交流输入信号转换为直流电源。传统的整流天线在整流器中使用硅或砷化镓。

这些材料可以覆盖Wi-Fi频段，但它们不灵活且不牢固。并且使用这些材料制造小型设备相对便宜，但是安装在诸如建筑物或墙壁表面的大区域中昂贵。

长期以来，该领域的研究人员一直致力于解决这一问题。但是，到目前为止，一些已报告的扁豆还无法捕获和转换千兆赫频率的信号，该频率在较低的频率以及大多数蜂窝电话或Wi-Fi信号运行的地方。

该团队使用一种新型的二硫化钼（MOS2）二维材料制造了整流器。该材料是世界上最薄的半导体之一，厚度为三个原子。

该小组仅使用了二硫化钼的一种性质。也就是说，当暴露于某些化学物质时，材料的原子就像开关一样重新排列。

在这种情况下，在硫化钼中发生相变以具有金属材料的特性。这种结构被称为肖特基二极管，可以将半导体与金属结合在一起。

快速，灵活并使用射频盖

麻省理工学院的博士后研究员，论文的第一作者许章说：“我们通过将二硫化钼加工成二维的半导体金属相结而成为原子上薄且超快的肖特基二极管，”他将是卡内基梅隆大学的助理教授。 “我们还同时减小了串联电阻和寄生电容。”

寄生电容是一种存储在特定材料中的小电荷，它会减慢电子电路的速度，但在电子产品中不可避免。因此，这种较低的容量导致更快的整流器速度和更高的工作频率。

该团队创建的肖特基二极管的寄生电容比当今最先进的整流器小得多，从而使信号转换快得多，并能够捕获和转换10 GHz无线电信号。

“这种设计使我们能够创建一种快速且完全灵活的设备，该设备能够覆盖当今使用的许多电子设备所使用的大多数无线电频带，包括Wi-Fi，蓝牙和蜂窝LTE。” 。

灵活的无线网络– 电转换装置蓝图提供

该研究为构建具有显着功率和效率的灵活Wi-Fi转换器提供了一个蓝图。

设备当前的最大输出效率可保持Wi-Fi输入功率的40％左右。在典型的Wi-Fi功率水平下，二硫化钼整流器的效率约为30％。

作为参考，当今最好的硅和镓砷化镓由更硬，更昂贵的硅或砷化镓化合物制成，效率约为50％至60％。