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探尋無處不在的環境能源

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 14:17:12 來源:中國能源報

  

科學家們發現,利用環境能源可以實現手機等電器的隨時隨地充電。英國《經濟學人》網站供圖

  6月10日,英國《經濟學人》網站發布了該網站的季度技術觀察報告。報告介紹了科學家在環境能源領域研究的最新進展。去年8月3日,本報曾經發表了一篇名為《電力傳輸或將醞釀顛覆式革命》的文章。文章介紹了無需用電線及插座就能給電器充電的無線充電係統。但這樣的充電還需要消耗者自己準備充電電源。《經濟學人》的報告指出,我們也可以利用周圍到處存在的電視台、電台,以及無線網絡的信號充電。這種廣泛存在於環境之中,可以轉化成電力的能源形式被稱為環境能源。

  100年前的無線電力傳輸探索

  如(ru)今(jin),世(shi)界(jie)有(you)一(yi)半(ban)的(de)人(ren)口(kou)使(shi)用(yong)手(shou)機(ji),當(dang)然(ran)每(mei)個(ge)人(ren)都(dou)會(hui)遇(yu)到(dao)手(shou)機(ji)電(dian)池(chi)沒(mei)電(dian)的(de)情(qing)況(kuang)。如(ru)果(guo)這(zhe)一(yi)半(ban)的(de)地(di)球(qiu)人(ren)口(kou)知(zhi)道(dao)空(kong)氣(qi)也(ye)能(neng)充(chong)電(dian),一(yi)定(ding)會(hui)很(hen)喜(xi)歡(huan)這(zhe)個(ge)點(dian)子(zi)。空(kong)氣(qi)充(chong)電(dian)並(bing)不(bu)是(shi)新(xin)聞(wen)。大(da)約(yue)在(zai)100年前,物理學家兼發明家尼科拉·特斯拉擬定了一項雄心勃勃的計劃:在(zai)不(bu)借(jie)助(zhu)電(dian)線(xian)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)實(shi)現(xian)電(dian)力(li)的(de)傳(chuan)輸(shu)。後(hou)來(lai),斯(si)特(te)拉(la)進(jin)行(xing)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)實(shi)驗(yan),通(tong)過(guo)靜(jing)電(dian)感(gan)應(ying)原(yuan)理(li)點(dian)亮(liang)了(le)電(dian)燈(deng)。實(shi)驗(yan)中(zhong),斯(si)特(te)拉(la)將(jiang)電(dian)燈(deng)與(yu)懸(xuan)浮(fu)在(zai)強(qiang)電(dian)場(chang)中(zhong)的(de)薄(bo)鐵(tie)片(pian)相(xiang)連(lian),強(qiang)電(dian)場(chang)由(you)遠(yuan)處(chu)的(de)發(fa)射(she)器(qi)產(chan)生(sheng)。1898年,斯特拉提出“世界係統”的新概念,提議建設多個巨大的發射塔,使世界的通信和電力網絡都實現無線連接。

  1901年,第一座用於建設無線網絡的發射塔開始建設,取名沃登克裏弗塔。斯特拉當時的支持者包括摩根大通,並為其提供了15萬wan美mei元yuan的de讚zan助zhu。但dan在zai發fa射she塔ta建jian設she完wan工gong之zhi前qian,支zhi持chi者zhe們men決jue定ding退tui出chu,因yin為wei他ta們men擔dan心xin,通tong過guo無wu線xian技ji術shu充chong電dian無wu法fa測ce量liang,導dao致zhi消xiao費fei者zhe可ke以yi隨sui意yi各ge取qu其qi需xu,無wu法fa管guan理li。

  如今,許多公司都在追求不同的無線電力運輸技術(當然還達不到斯特拉要求的全球範圍)。如無線電力公司(WiTricity)就向人們展示了可以透過牆壁啟動隔壁純平電視的無線電力傳輸技術,並將之稱為“共震磁耦合”。盡管這一技術與斯特拉的技術有所不同,但公司的創使人還是對斯特拉的開創性工作給予了高度評價。

  目光瞄準環境能源

  除無線電力傳輸外,研究人員還發現了可以從空氣中免費提取能源的方式,並將這一技術稱為“能源提取”或“能源收獲”。muqian,kexuejiayijingchenggongliyongzheyijishubuhuolejinjulizhuanyongweibofasheqidedianbo,weixiaoxingdianzidianqichongdian,ruwuxianchuanganqideng。wuxianchuanganqizaiyongtianxianjieshouweibozhihoujiangxinhaozhuanbianchengdianneng。《經濟學人》指出,隨著電器對電力來源要求的逐漸下降,以及能源提取技術的不斷改進,使用這種我們周圍到處都是的環境能源(如電視、收音機、無線電波發射台發射的無線電波)為電器充電將更加現實。

  英特爾研究中心的一位主要工程師喬舒亞·史密斯表示:“這項技術確實很神奇。”但從科學的角度上來講,它是有根據的。去年,史密斯博士和華盛頓大學一位名叫桑普爾的研究人員成功地搜集到了4100miwaidianshitaidexinhao,bingliyongzheyixinhaoqidongleyitaiwenduheshiduganyingqi。dangtamenbajieshouqidepinlvtiaodaoyudianshitaipinlvxiangfudeshihou,jieshouqishengchengle60微瓦的電量(1微瓦=百萬分之一瓦)。雖然電量很微小,但卻足以證明這一原理的可行性。近幾周,史密斯、桑普爾又與華盛頓大學的另一位研究人員一起製造了一隻可完全利用環境能源充電的天氣傳感器

  環境能源利用難度大

  存(cun)在(zai)於(yu)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)無(wu)線(xian)電(dian)波(bo)是(shi)一(yi)種(zhong)較(jiao)有(you)發(fa)展(zhan)潛(qian)力(li)的(de)能(neng)源(yuan),但(dan)這(zhe)一(yi)點(dian)一(yi)直(zhi)被(bei)忽(hu)略(lve),直(zhi)到(dao)最(zui)近(jin)才(cai)得(de)到(dao)改(gai)變(bian)。無(wu)線(xian)電(dian)波(bo)作(zuo)為(wei)能(neng)源(yuan)被(bei)忽(hu)略(lve)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)隨(sui)著(zhe)距(ju)離(li)的(de)增(zeng)加(jia),信(xin)號(hao)強(qiang)度(du)削(xue)弱(ruo)得(de)非(fei)常(chang)快(kuai)。但(dan)這(zhe)並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)遠(yuan)程(cheng)無(wu)線(xian)電(dian)就(jiu)會(hui)變(bian)得(de)一(yi)無(wu)是(shi)處(chu)。《經濟學人》zhichu,kexuejiayizhiguchuideliyongtaikongtaiyangnengfadian,ranhouchuansongzhidiqiudejishuqishishiyongdejiushitongyizhongyuanli,zheyangdechuanshujuliyuanyuanyaobihuanjingnengyuangengchang。mashengligongdaxuedewulixuejiafeisheerbiaoshi,huanjingnengyuanqiangdujiaoruoshizuzhiqifazhandehenzhongyaoyuanyin。

  全(quan)球(qiu)最(zui)大(da)的(de)手(shou)機(ji)製(zhi)造(zao)商(shang)諾(nuo)基(ji)亞(ya)似(si)乎(hu)找(zhao)到(dao)了(le)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)的(de)解(jie)決(jue)之(zhi)道(dao)。去(qu)年(nian),諾(nuo)基(ji)亞(ya)利(li)用(yong)采(cai)集(ji)多(duo)種(zhong)輻(fu)射(she)源(yuan)的(de)方(fang)法(fa)收(shou)集(ji)到(dao)了(le)比(bi)史(shi)密(mi)斯(si)試(shi)驗(yan)強(qiang)度(du)高(gao)約(yue)100倍的能量。位於英國劍橋的諾基亞研究中心的工程師盧瓦拉利用一個調頻在500兆赫茲和10000兆赫茲的“寬頻”接收器采集到了5毫瓦的能量(這一寬頻接收器可收集周圍電視、收音機、無線網絡、手機的信號加以利用)。要使一部手機處於正常的待機模式至少需要20毫瓦的能量,但諾基亞的願望是能夠采集到50毫瓦的環境能源,讓其為手機緩慢充電。

  其他公司也並不甘落後,在今年1月yue的de一yi次ci電dian子zi設she備bei展zhan會hui上shang,美mei國guo無wu線xian電dian公gong司si展zhan示shi了le一yi款kuan能neng夠gou吸xi收shou周zhou圍wei無wu線xian發fa射she器qi發fa射she的de信xin號hao,並bing將jiang其qi轉zhuan化hua成cheng能neng量liang的de手shou機ji充chong電dian設she備bei。美mei國guo無wu線xian電dian公gong司si同tong時shi宣xuan布bu,他ta們men計ji劃hua在zai今jin年nian晚wan些xie時shi候hou推tui出chu一yi款kuan名ming為wei“空氣能源”的裝置。科學家預計,最先實現完全依靠環境能源充電的設備應該是體型較小的傳感器、計算器、鬧鍾等。但隨後,該技術在音樂播放器、電子閱覽器等較大電子設備中的應用也應該能夠跟上。環境能源存在方式還有很多種,如震動、運動、熱能等。但無線電的吸收力就在於,它們無處不在。

  

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