时间:2010-06-23 16:10:42 来源: 作者:未知
科学家们发现,利用环境能源可以实现手机等电器的随时随地充电。
6月10日,英国《经济学人》网站发布了该网站的季度技术观察报告。报告介绍了科学家在环境能源领域研究的最新进展。去年8月3日,本报曾经发表了一篇名为《电力传输或将酝酿颠覆式革命》的文章。文章介绍了无需用电线及插座就能给电器充电的无线充电系统。但这样的充电还需要消耗者自己准备充电电源。《经济学人》的报告指出,我们也可以利用周围到处存在的电视台、电台,以及无线网络的信号充电。这种广泛存在于环境之中,可以转化成电力的能源形式被称为环境能源。
100年前的无线电力传输探索
如今,世界有一半的人口使用手机,当然每个人都会遇到手机电池没电的情况。如果这一半的地球人口知道空气也能充电,一定会很喜欢这个点子。空气充电并不是新闻。大约在100年前,物理学家兼发明家尼科拉·特斯拉拟定了一项雄心勃勃的计划:在不借助电线的情况下实现电力的传输。后来,斯特拉进行了一系列实验,通过静电感应原理点亮了电灯。实验中,斯特拉将电灯与悬浮在强电场中的薄铁片相连,强电场由远处的发射器产生。1898年,斯特拉提出“世界系统”的新概念,提议建设多个巨大的发射塔,使世界的通信和电力网络都实现无线连接。
1901年,第一座用于建设无线网络的发射塔开始建设,取名沃登克里弗塔。斯特拉当时的支持者包括摩根大通,并为其提供了15万美元的赞助。但在发射塔建设完工之前,支持者们决定退出,因为他们担心,通过无线技术充电无法测量,导致消费者可以随意各取其需,无法管理。
如今,许多公司都在追求不同的无线电力运输技术(当然还达不到斯特拉要求的全球范围)。如无线电力公司(WiTricity)就向人们展示了可以透过墙壁启动隔壁纯平电视的无线电力传输技术,并将之称为“共震磁耦合”。尽管这一技术与斯特拉的技术有所不同,但公司的创使人还是对斯特拉的开创性工作给予了高度评价。
目光瞄准环境能源
除无线电力传输外,研究人员还发现了可以从空气中免费提取能源的方式,并将这一技术称为“能源提取”或“能源收获”。目前,科学家已经成功利用这一技术捕获了近距离专用微波发射器的电波,为小型电子电器充电,如无线传感器等。无线传感器在用天线接受微波之后将信号转变成电能。《经济学人》指出,随着电器对电力来源要求的逐渐下降,以及能源提取技术的不断改进,使用这种我们周围到处都是的环境能源(如电视、收音机、无线电波发射台发射的无线电波)为电器充电将更加现实。
英特尔研究中心的一位主要工程师乔舒亚·史密斯表示:“这项技术确实很神奇。”但从科学的角度上来讲,它是有根据的。去年,史密斯博士和华盛顿大学一位名叫桑普尔的研究人员成功地搜集到了4100米外电视台的信号,并利用这一信号启动了一台温度和湿度感应器。当他们把接收器的频率调到与电视台频率相符的时候,接收器生成了60微瓦的电量(1微瓦=百万分之一瓦)。虽然电量很微小,但却足以证明这一原理的可行性。近几周,史密斯、桑普尔又与华盛顿大学的另一位研究人员一起制造了一只可完全利用环境能源充电的天气传感器。
环境能源利用难度大
存在于周围环境中的无线电波是一种较有发展潜力的能源,但这一点一直被忽略,直到最近才得到改变。无线电波作为能源被忽略的主要原因是随着距离的增加,信号强度削弱得非常快。但这并不意味着远程无线电就会变得一无是处。《经济学人》指出,科学家一直鼓吹的利用太空太阳能发电,然后传送至地球的技术其实使用的就是同一种原理,这样的传输距离远远要比环境能源更长。麻省理工大学的物理学家费舍尔表示,环境能源强度较弱是阻止其发展的很重要原因。
全球最大的手机制造商诺基亚似乎找到了这一问题的解决之道。去年,诺基亚利用采集多种辐射源的方法收集到了比史密斯试验强度高约100倍的能量。位于英国剑桥的诺基亚研究中心的工程师卢瓦拉利用一个调频在500兆赫兹和10000兆赫兹的“宽频”接收器采集到了5毫瓦的能量(这一宽频接收器可收集周围电视、收音机、无线网络、手机的信号加以利用)。要使一部手机处于正常的待机模式至少需要20毫瓦的能量,但诺基亚的愿望是能够采集到50毫瓦的环境能源,让其为手机缓慢充电。
其他公司也并不甘落后,在今年1月的一次电子设备展会上,美国无线电公司展示了一款能够吸收周围无线发射器发射的信号,并将其转化成能量的手机充电设备。美国无线电公司同时宣布,他们计划在今年晚些时候推出一款名为“空气能源”的装置。科学家预计,最先实现完全依靠环境能源充电的设备应该是体型较小的传感器、计算器、闹钟等。但随后,该技术在音乐播放器、电子阅览器等较大电子设备中的应用也应该能够跟上。环境能源存在方式还有很多种,如震动、运动、热能等。但无线电的吸收力就在于,它们无处不在。
上一篇: 全球生物质燃烧碳排放清单数据集建立
下一篇: 国家能源局面临大换血