Các nhà khoa học đã cố gắng thu năng lượng từ sóng vô tuyến từ khá lâu, nhưng rất khó để thu được đủ năng lượng đến mức có ích. Điều này đang thay đổi nhờ sự phát triển của siêu vật liệu và ngày càng có nhiều nguồn năng lượng tần số vô tuyến xung quanh có sẵn, chẳng hạn như mạng điện thoại di động, tín hiệu Wi-Fi, GPS và Bluetooth.

Với sự bùng nổ mạnh mẽ của các công nghệ sóng vô tuyến, sẽ có rất nhiều “chất thải điện từ” có thể được thu gom. Điều này, kết hợp với những tiến bộ trong siêu vật liệu, đã tạo ra một môi trường chín muồi cho các thiết bị và ứng dụng mới có thể hưởng lợi từ việc thu thập năng lượng dư thừa này và đưa nó vào sử dụng.

Siêu vật liệu sử dụng các cấu trúc nhỏ, được thiết kế cẩn thận để tương tác với ánh sáng và sóng vô tuyến theo những cách mà các vật liệu tự nhiên không làm được. Để chế tạo ăng-ten thu năng lượng, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một siêu vật liệu được thiết kế để hấp thụ sóng vô tuyến và cho phép điện áp cao hơn chạy qua diode của thiết bị. Điều này đã cải thiện hiệu quả của nó trong việc biến sóng vô tuyến thành điện năng, đặc biệt là ở cường độ thấp.

Qua các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đối với thiết bị có kích thước 16x16 cm, các nhà nghiên cứu đã đo lượng điện năng thu được trong khi thay đổi công suất và tần số của nguồn vô tuyến từ 0,7 đến 2,0 GHz. Họ đã chứng minh khả năng thu được 100 microwatts năng lượng từ sóng vô tuyến với cường độ chỉ 0,4 microwatts trên cm bình phương, xấp xỉ mức cường độ của sóng vô tuyến cách tháp điện thoại di động 100 mét.

Bằng cách loại bỏ kết nối có dây và pin, những ăng-ten này có thể giúp giảm chi phí, cải thiện độ tin cậy và làm cho một số hệ thống điện hoạt động hiệu quả hơn. Năng lượng thu được có thể cấp nguồn cho các cảm biến nhà thông minh, chẳng hạn như các cảm biến được sử dụng cho nhiệt độ, ánh sáng và chuyển động hoặc các cảm biến được sử dụng để giám sát cấu trúc của các tòa nhà hoặc cầu, nơi việc thay thế pin gặp khó hoặc không thể thực hiện được. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Optical Materials Express.

Vì phiên bản hiện tại của ăng-ten lớn hơn nhiều so với hầu hết các thiết bị mà nó có khả năng cung cấp năng lượng, các nhà nghiên cứu đang làm việc để làm cho nó nhỏ hơn. Họ cũng muốn tạo ra một phiên bản có thể thu thập năng lượng từ nhiều loại sóng vô tuyến đồng thời để có thể thu thập nhiều năng lượng hơn. Chi tiết tham khảo tại:

Clayton Fowler, Sinhara Silva, Grija Thapa, Jiangfeng Zhou. High efficiency ambient RF energy harvesting by a metamaterial perfect absorber. Optical Materials Express, 2022; 12 (3): 1242 DOI: 10.1364/OME.449494.

(Sưu tầm)
VIỆN IMC
Tòa nhà IMC Tower, Số 176 Trường Chinh, Phường Khương
Thượng, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Tel/Fax : (+84) 24 3566 6232 / 24 3566 6234
Email: contact@imc.org.vn   Website: https://imc.org.vn