無線電力新發明:太赫輻射「憑空」發電

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【大紀元2020年04月05日訊】(大紀元記者張妮編譯)太赫輻射是頻率介於微波和紅外線之間的輻射波。任何有溫度的物體都在發出這種輻射。科學家找到了一種將它們收集起來,轉化為電力的技術。

太赫輻射在人們的日常生活中無處不在,包括Wi-Fi設備,甚至人體都在發出太赫輻射。可是以前,它們只是四散在空間中毫無用處的能量,因為沒有技術可以利用它們。

麻省理工學院(MIT)的一份新研究,找到了能把這些輻射集中起來發電的技術,所產生的電力水平大約可以為手機、移動電子設備提供電能,更有用的是,可以為人體植入式醫療設備提供電力。

在過去十年裡,科學家嘗試了多種方法希望把周圍環境中「游離」的能量蒐集、轉化為可用的能源。其中多數都是通過整流器,把來自交流電的電磁波轉變為直流電。

多數整流器都是將低頻波,比如無線電波,使用二極管電路產生電場,引導無線電波通過特定設備產生直流電。這些整流器使用的電波達不到太赫茲範圍。

有一些技術實現了太赫輻射與直流電的轉換,可是需要非常低的環境溫度,因而不可行。

這項新技術避開了以往的思路,通過讓材料內部的電子朝同一個方向流動,引導收集而來的太赫波變成直流電。

研究者稱,這項技術對材料的純度要求高,雜質會起到阻擋電子一致性流動的作用。研究人員發現石墨烯是很好的起步材料。

但是由於石墨烯材料自有的「對稱性」,意味著外來的能量將對內部電子產生向各個方向均等的作用力,也就是對稱的作用力。

研究人員查找了大量科研文獻,發現有人通過在石墨烯材料上加一層氮化硼網格結構——類似由兩種原子組成的蜂窩晶格結構,可以打破石墨烯的對稱性:靠近硼原子的電子得到一個方向的作用力,而靠近氮原子的電子得到另一個方向的作用力,其總體效果神奇地使電子都朝一個方向運動。

該研究組還發現,收集的太赫波能量越強,設備轉換電力的效率越高。因此這種設備應考慮設計出儘可能集中周圍太赫輻射的能力。

該研究組將這種設計名為「高頻整流器」,並註冊了專利,正與實驗物理學家合作造出實用的設備。

這份研究3月28日發表在《科學進展》(Science Advances)期刊上。◇

責任編輯:朱涵儒

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