借助无线电技术,可以在不依赖电线的情况下传送电能。那么,其他的设备是否也可以借助环境中已经存在的信号辐射等来驱动呢?
随着能量截获技术的发展,届时人们可以随时从无线信号中获取的能量对手机进行充电
“能量截获”技术
只要是移动手机用户,大凡都在通话中遇到过电池耗尽而无法继续通话的尴尬。也就是说,这意味着超过全球人口的一半都会支持通过空气来获取电能的想法。然而,这种想法已完全不再是什么新鲜事了。早在19世纪末,发明家尼古拉
·特斯拉(Nikola Tesla)就提出了一个雄心勃勃的计划,即在不用电线的情况下传送电能,并做了一系列的实验。在这些实验中,由一个远距离的发送器产生强电磁场,通过静电感应,悬挂在强电磁场中的灯泡与金属片相连接,灯泡就可获得电能。1898年,他提议在一个巨塔基础上建造一个“世界系统”,这个系统的建成不仅仅意味着将会形成一个全球无线通信网络,而且也会产生一种大范围内无线传递电力的方法。
第一个这样的塔――沃登克里弗塔――于1901年建在纽约长岛。特斯拉的鼎力支持者中包括金融家约翰
·P
·摩根(J.P.Morgan),当时他投入了15万美元,但就在这个塔完工之前,摩根和其他的资助者却撤出了。理由是,他们担心通过空气传输电力的做法难以得到有效的监控,无法阻止人们任意地使用电力。
然而,特斯拉却终究笑到了最后。今天,包括富尔顿创新、智能无线电源、无线电力和无线充电等公司在内的许多公司,都在探寻各种无线传送电能的技术。富尔顿创新开发了在不依赖电线的情况下传输电力的技术(虽然这种技术传输的距离没有特斯拉当初设想的那样远);无线电力公司则成功地演示了在穿越一个房间的情况下输送足够的电能带动一台纯平电视机的技术,这项技术被称为“磁耦合共振”。尽管与特斯拉的技术有所不同,但无线电力公司已认可了特斯拉在这方面的开拓性工作。
然而,从长远的观点来看,摩根的观点可能被证明是正确的。因为研究人员已经找到了一种从空气中获取电力而不用支付任何费用的方法,这种方法被称作“能量截留”或“能量截获”技术。利用这项技术获取的能量,已经可以驱动一些小型的电气设备。比如,安装在建筑物内或机器内的无线传感器,可以通过一根天线接收附近的专用微波发射器发射的微波,然后把它们转变成电能。而且,随着驱动条件的降低和能量截留技术的进步,利用环境中的能量――由电视机、收音机和移动电话发射器等设备产生的无线电波所汇成的“能量库”――来驱动设备的这种技术,将会变得越来越实用。
对能量“回收利用”
“这种方法听起来太让人难以置信了,其中简直有些神奇的成分,”西雅图英特尔研发中心的首席工程师约书亚
·史密斯(Joshua Smith)说,“但是,这样的科学设想却也是合理的。”去年,史密斯博士和西雅图华盛顿州立大学的阿兰森
·桑普尔(Alanson Sample),仅仅通过收集一个4.1千米(2.5英里)远的电视台所发出的信号能量,就成功驱动了一个小型的温度传感器。他们利用特殊频率的接收器,接收到来自电视台数兆瓦发送器所发出的信号,可以产生60微瓦的电力。这些电力看似并不是很多,但已足够驱动这台小型的设备。
就在不久前,史密斯和桑普尔博士与华盛顿州立大学的斯科特
·索思伍德(Scott Southwood)一起,研制出了一台可以测量温度和亮度的天气传感器(每5秒钟通过无线电传送一个数据包)。而这台传感器完全依赖环境中的能量来驱动。
环境中的无线电波作为一种潜在的电能来源,但一直被大多数人所忽视,直到近来才引起人们的注意。尽管无线电信号能量会随着距离的增加而衰减,但并不等于说无线电波就不能再集结成束,例如,“卫星太阳能”倡导者就梦想着通过3.5万千米高空的地球同步卫星,将收集到的太阳能传送到地球上来。麻省理工学院的物理学家彼得
·费舍尔(Peter Fisher)写道,同样的方法已经被应用到陆基实验中,用来传送1000瓦的电能穿越几千米的距离,尽管周围环境中的无线电辐射要微弱得多。
去年,世界上最大的手机生产商诺基亚宣布在这方面获得突破性进展,新的能量收集方法几乎是史密斯方法的近100倍。英国剑桥诺基亚研发中心的研发人员马尔库·鲁瓦拉(Markku Rouvala)利用一台“宽带”接收器,从附近发射的500~10000兆赫无线电信号中(包括收音机、电视机、无线网络、移动电话的信号)截获了多达5毫瓦的电能。一般情况下,移动电话在待机模式下运行至少需要20毫瓦电能。不过,诺基亚希望这项能量截留技术最终可以获得50毫瓦的电能,这足够为一部电话进行持续充电。
在1月举行的消费者电子产品展销会上,美国无线电公司展示了一个被设计用来从附近的无线网络发射器发射的信号中截获能量的装置,它可以用来给移动电话进行充电。美国无线电公司称,在今年晚些时候,他们将推出这款被称为“空气能”的设备。
史密斯说,最早完全依靠环境中能量运行的设备是类似传感器、小型计算器、钟表等设备。然而,随着能量截获技术的发展,音乐播放器、电子阅读器和移动电话使用这种电能的希望也将会得以实现。尽管从环境的震动中、运动中、热量中或者其他的方法中也可以获取能量,但是从无线电波中获取能量的吸引力在于其几乎是无处不在的。费舍尔说,这项技术就是对能量的回收利用,“它的能量就在我们周围,并且不需要我们做其他任何事情”。
资料来源The Economists
资料来源 则 鸣