Найден способ подпитывать гаджеты прямо от сигналов 5G: зарядки больше не нужны?

Разработана антенна, которая может аккумулировать энергию, производимую вышками 5G, и преобразовывать ее в электричество для зарядки гаджетов. По расчетам ученых, в будущем человечество сможет полностью избавиться от аккумуляторов и заряжать все устройства буквально по воздуху.

За последние несколько лет созданы технологии, позволяющие использовать энергию, которую выделяют точки доступа беспроводной связи.

Например, еще в 2010 году создан прибор RCA Airnegy, способный поглощать энергию сигналов Wi-Fi. К нему можно было подключить гаджеты, например, смартфон заряжался с 1/3 до полной батареи за 1,5 часа.

Попытки добыть энергию из Wi-Fi и других технологий беспроводной связи неоднократно предпринимались учеными. Изображение: MIT

В 2020 году в Массачусетском технологическом институте также предложили проект по добыче электроэнергии из сигнала Wi-Fi. В основе разработки лежит графен – модификация углерода слоем в один атом. Визуально его можно представить как очень тонкий слой графита, одно из свойств которого – высокая подвижность носителей заряда. Графен чутко реагирует на внешнее электрическое поле, что и помогает ему аккумулировать заряд.

Однако появление сигнала 5G выводит подобные разработки на новый уровень. В них используются частоты миллиметрового диапазона, а плотность излучаемой мощности очень высока в сравнении с другими типами сигналов. Все это упрощает процесс поглощения энергии.

Несмотря на существовавшие разработки, получение сигнала из беспроводных сетей до недавнего времени считалось не слишком перспективным. Дело в том, что для этого использовались большие выпрямляющие антенны, требовавшие сверхточной направленности прямо на источник энергии. Это похоже на то, как в местности со слабым сигналом сотовой сети приходится держать смартфон в строго определенном положении, чтобы антенна могла улавливать сигнал связи.

В проекте ученых из Технологического института Джорджии используется уже плоская антенна, по размерам напоминающая игральную карту. Остроконечная пластина в ее центре – линза Ротмана, которая способна преобразовать один мощный узкоугольный луч в несколько лучей, расположенных под более широким углом. В радиолокации линзы Ротмана используются для того, чтобы видеть цели в нескольких направлениях без перемещения радара в пространстве.

Прототип карты-антенны для преобразования миллиметровых волн в электроэнергию. Изображение: Christopher Moore, Georgia Tech

В данном случае линза Ротмана позволяет карте получать энергию из волн разных направлений. Кроме того, увеличивается и количество аккумулированной энергии.

Тем не менее, пока нет речи о больших мощностях и расстоянии: устройство способно собирать около 5 мкВт в 180 м от вышки 5G.

Такой мощности недостаточно для смартфона, но может хватить для зарядки небольших сенсоров и некоторых умных устройств. Изобретение, в целом, рассчитано именно на Интернет вещей, а так как оно гибкое и не прекращает работу в согнутом виде, то главной сферой применения может стать умная одежда.

В перспективе эта разработка позволит использовать 5G не только как способ связи, но и как беспроводные электросети.