Hệ thống chuyển đổi sóng ngắn như tín hiệu Wi-Fi, vệ tinh thành điện

Các nhà nghiên cứu tại đại học Duke mới đây đã phát minh một thiết bị giá rẻ có thể thu thập tín hiệu sóng cực ngắn (microwave) và chuyển đổi chúng thành năng lượng để sạc lại pin.

Thiết bị thu thập năng lượng nói trên hoạt động tương tự các tấm pin mặt trời được dùng để chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Duke cho biết thiết bị chuyển đổi của họ có thể thu thập các tín hiệu rải rác từ mọi nguồn phát không giây, bao gồm tín hiệu vệ tinh, âm thanh hoặc Wi-Fi.

Steven Cummer, giáo sư điện và kỹ thuật máy tính tại Duke cho biết: "Phát minh của chúng tôi đã chứng minh một phương pháp đơn giản và giá rẻ để thu hoạch năng lượng điện từ. Thiết bị có thiết kế đơn giản với một khối duy nhất và có thể bổ sung. Bạn chỉ cần lắp thêm một khối nữa để tăng khả năng thu hoạch năng lượng".

Alexander Kaito (trái) và Allen Hawkes với thiết bị dẫn sóng có chứa bộ phận thu thập năng lượng

Ngoài ra, thiết bị nói trên có thể trở thành một phần của điện thoại, cho phép điện thoại tự sạc lại. Nó cũng có thể được dùng ở vùng nông thôn, nơi không thể tiếp cận với lưới điện thông thường để lấy năng lượng từ các cột phát sóng di động hoặc vệ tinh, nhóm nghiên cứu cho biết.

Một ví dụ, một chuỗi thiết bị thu thập năng lượng có thể được lắp vào nhau để thu tín hiệu từ hệ thống vệ tinh đang bay trên quỹ đạo. Trong vài phút, nguồn năng lượng nhỏ thu hoạch từ vệ tinh có thể vận hành một mạng lưới cảm biến tại một địa điểm xa xôi, cho phép thu thập dữ liệu cho hoạt động nghiên cứu dài hạn để thực hiện các phép đo đạt không thường xuyên.

Thiết bị được chế tạo bởi sinh viên kỹ thuật Allen Hawkes dưới sự trợ giúp của sinh viên tốt nghiệp Alexander Katko và giáo sư Steven Cummer. Nhóm đã sử dụng sợi thủy tinh và vật liệu dẫn bằng đồng để thu thập nhiều loại năng lượng sóng khác nhau và tinh chỉnh dành cho nhiều ứng dụng hữu ích.

5 dây dẫn trên một bo mạch có thể chuyển đổi sóng ngắn Wi-Fi thành nguồn điện V với hiệu suất chuyển đổi đến 36,8%

Trên một bo mạch, nhóm đã thiết kế 5 dây dẫn bằng sợi thủy tinh và đồng với khả năng chuyển đổi sóng siêu ngắn thành nguồn điện 7,3V. Nếu so sánh, một cổng sạc USB cho các thiết bị điện tử chỉ có thể tạo ra 5V điện.

"Chúng tôi đang nhắm đến hiệu năng năng lượng cao nhất có thể. Chúng tôi đã đạt được hiệu quả năng lượng từ 6 đến 10% nhưng thiết kế này có thể cải thiện hiệu năng chuyển đổi lên đến 37%, và có thể so sánh với hiệu năng của pin mặt trời", Hawks giải thích.

Thiết bị có thể được tùy chỉnh nhiều tần số để thu thập nhiều loại năng lượng khác nhau bao gồm cả năng lượng chấn động và âm thanh. Kaito nói: "Cho đến hiện tại, các nghiên cứu về siêu vật liệu vẫn chỉ xuất hiện trên lý thuyết. Chúng tôi đã cho thấy với một nghiên cứu nhỏ như vậy, những vật liệu này có thể trở nên hữu ích đối với các ứng dụng cho người tiêu dùng".