Giáo sư Manos Tentzeris đang cầm trên tay một tấm cảm biến (trái) và một tấm ăng-ten băng thông siêu rộng (phải) ứng dụng trong công nghệ khai thác năng lượng điện từ.
Năng lượng điện từ luôn hiện hữu xanh quanh ta, chúng được truyền dẫn từ nhiều nguồn khác nhau từ những thiết bị như radio, TV cho đến mạng lưới điện thoại di động và hệ thống vệ tinh thông tin liên lạc. Và không để nguồn năng lượng này thất thoát vô ích, mới đây các nhà nghiên cứu đến từ viện công nghệ Georgia đã chế tạo một thiết bị có thể khai thác năng lượng điện từ và chuyển hóa thành điện năng dùng cho các thiết bị điện tử cỡ nhỏ như cảm biến không dây, vi xử lý và chip truyền thông.
Giáo sư Manos Tentzeris đến từ khoa điện và kỹ thuật máy tính thuộc viện công nghệ Georgia cùng nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ in phun để kết hợp các cảm biến, ăng-ten và điện dung lên một tờ giấy hoặc một tấm polymer. Hiện tại, công nghệ của Tentzeris có thể khai thác điện từ theo tần số từ sóng radio FM đến sóng radar, khoảng 100 MHz đến 15 GHz hoặc cao hơn. Các thiết bị sẽ thu năng lại lượng này, chuyển đổi từ điện xoay chiều (AC) sang một chiều (DC) và lưu trữ trong các tụ điện hoặc pin.
Tentzeris cho biết: "Có một lượng lớn năng lượng điện từ tồn tại xung quanh ta nhưng không ai có thể khai thác triệt để. Vì vậy, chúng tôi sử dụng một ăng-ten băng thông siêu rộng để khai thác nhiều loại tín hiệu trong các dải tần số khác nhau, qua đó cho phép thu hoạch tối đa năng lượng."
Giáo sư Tentzeris và chiếc ăng-ten được phát triển bằng công nghệ in phun, sử dụng để chuyển đổi năng lượng sóng viba thành dòng 1 chiều.
Đến nay, nhóm nghiên cứu đã tạo ra hàng trăm miliwatt điện với việc tận dụng năng lượng từ sóng TV. Họ hy vọng hệ thống đa băng tần sẽ có thể sản xuất nhiều hơn 1 milliwatt điện, đủ cho các thiết bị điện tử cỡ nhỏ như các cảm biến hay vi xử lý hoạt động. Tentzeris cho biết việc khai thác dải băng thông rộng sẽ tăng tính ổn định của thiết bị bởi nếu một dải tần số bị mờ thì các tần số khác có thể được sử dụng để bù đắp.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đang tìm cách tích hợp công nghệ khai thác năng lượng trên vào các siêu tụ điện và hoạt động theo chu kì để năng lượng được lưu trữ trong chất siêu dẫn giống pin và chỉ sử dụng khi đạt cấp độ cần thiết. Nhóm nghiên cứu dự đoán công nghệ này có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị yêu cầu hơn 50 milliwatt.
Rushi Vyas - sinh viên tốt nghiệp viện công nghệ Georgia đang cầm trên tay nguyên mẫu đầu tiên của thiết bị khai thác năng lượng điện từ.
Thực tế, các nhà nghiên cứu đã thành công với việc sử dụng năng lượng thu được từ một trạm truyền hình cách đó nửa cây số để vận hành một con cảm biến nhiệt độ. Giờ đây, họ đang chuẩn bị cho một thử nghiệm khác trong đó một chip xử lý sẽ có thể được kích hoạt đơn giản chỉ với việc đặt nó trong không khí. Thêm vào đó, họ cho biết công nghệ cũng có thể được sử dụng song song với các công nghệ sản xuất điện khác. Ví dụ, năng lượng điền từ sẽ hỗ trợ các trạm điện mặt trời để sạc pin trong suốt cả ngày và đêm. Về đêm khi pin quang điện ngưng hoạt động, năng lượng điện từ sẽ giúp duy trì tình trạng sạc cho hệ thống.
Nhóm nghiên cứu Georgia tin rằng các cảm biến tự hành, in trên giấy sẽ được sản xuất với chi phí thấp qua đó có thể áp dụng trong nhiều ứng dụng như hóa học, sinh học, nhiệt, áp suất, các dấu hiệu nhận biết tần số nhận dạng (RFID) trong sản xuất, vận chuyển hàng hóa và công tác quản lý trong nhiều lĩnh vực bao gồm truyền thông và năng lượng.
Theo: Gizmag
