手機不需要電池了!

編譯/Mr.Cat

來源/washington.edu/news/2017/07/05/first-battery-free-cell-phone-makes-calls-by-harvesting-ambient-power

本文基於創作共用協議(BY-NC)由貓眼科技(maoyanTC)發布

當所有技術都在突飛猛進的時候,只有電池巍然不動!從當年的鎳氫鎳鎘電池升級到現在的鋰離子電池後,就再也沒什麼動靜了!其實,鋰電池比我們想像中的耐用好用還差了很遠,但如果10年後你的隨身電子設備裡用的還是鋰電池?那你一定會瘋!無數的充電器和電線將纏繞著你的生活。然而我們好像也沒有什麼辦法來改變這個現狀。不過科學家總是喜歡另辟蹊徑來解決問題,看著那「不成器」的電池,他們寧願不用…

圖源/naturalnews.com

如今的手機製造商們一直在努力提高手機的續航能力,他們希望能讓電池單次充電後的運行時間變得更長,在他們拿電池一點兒辦法都沒有的時候,也只能通過快充、組合或者優化系統來解決問題。

但華盛頓大學(UW)的一個工程師團隊已經跨過了這道坎,直接來了個更痛快的解決方案——一部不需要電池的手機!

無電池手機 圖源/washington.edu

這個神奇的東西暫時還沒有優雅的外殼,你能看到的就是一個簡單的印刷電路板,但是它可以打電話,還內置了麥克風、數字鍵盤和耳機插孔。你不需要擔心電量告警時手機變殘廢,因為它不需要電池!

不過沒有電池不代表不需要電力,它只是換了一種收集能量的來源——通過光和無線電波。該團隊使用光電二極管從光源中吸收光子產生電力。通過手機上的一根天線,從無線電波中擠出一部分「電汁」來用。

這套路聽起來很像當年特斯拉老爺子提出的「無線輸電」理論。

圖源/washington.edu

當無限電波與天線相互作用時,電波會誘導電流流過天線。實際上,你自己在家也可以用這個套路收集電力,一台收音機加上一些電理知識就可以做到這一點。

雖然無線電波攜帶能量,我們也被產生這些電波的各種發射機包圍,但這並不意味著你可以通過這種方式給所有電子設備插上天線就可以做到家庭供電。這是因為無線電波的傳播遵循平方反比定律——無線電信號的強度會隨著發射機距離的蘋方而減弱。如果你離發射機很遠,就無法獲得足夠的電力來驅動設備。

圖源/washington.edu

不過打電話需要你使用的設備具備持續供電的能力。你不可能打電話的時候只說兩句話就讓電話休眠收集到足夠的電量後再繼續通話(除非你用的是微信)這也是「無電池電話」面臨的最大挑戰之一,因為通過無線電或光線中收集到的能量只有大約1或10微瓦。因此工程師們必須開發出一種全新的傳輸和接收語音的方式來做到無電池狀態的通話。

為了解決這個問題,研究團隊設計了一個將 RF 射頻信號傳輸到無電池手機的基站。有了基站和光電二極管,這台手機就可以在離基站50英尺(約15米)的地方工作。

圖源/washington.edu

操作大概是這樣的。你只要輸入你想要呼叫的電話號碼,電路板就會將這些信息通過無線電波發送到數字基站。基站獲取到此數據後會通過 Skype 向蜂窩網路進行呼叫。電台繼續通過無線電波與電話保持聯繫,使打電話的人能夠聽到對方的聲音。如果你要講話,需要按住一個按鈕來激活麥克風。

雖然設計簡單但這手機只需要幾個微瓦就可以正常運行。這意味著未來這種技術如果發展成熟就可以用很低的製造成本革了電池的命!更有意義的是它可以讓生活在偏遠地區電力緊缺的人們無憂的使用電話。

非洲人民需要跋山涉水為手機充電 圖源/Google.com

最後,提醒各位,現在流傳的石墨烯電池技術,還需要好多年的發展才有可能做到突破。因為石墨烯材料成本昂貴加上應用技術不成熟,那些打著石墨烯幌子在淘寶上招搖撞騙的電池產品,請各位不要相信,都是扯淡!