（要闻）WiFi可提供电能，那反过来行吗

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这听起来不可思议，但是有研究证明了它的可行性。最近，国外媒体报道了一项重大突破——科学家将wifi信号转化为电能。通俗的说就是通过wifi发电。这意味着未来可能会出现无电池手机和无电池笔记本电脑……它们都是没电的，可以通过连接wifi进行充电。

这一技术突破依赖于新开发的“硅整流二极管天线”。它可以在没有电池的情况下为智能手机、笔记本电脑和可穿戴设备供电。据报道，在这项研究中，当整流天线接触到约150微瓦的wifi信号时，将产生约40微瓦的电能。

那么，wifi信号是如何转换成电能的呢？电能也可以转换成wifi信号吗？通信信号和能源之间能否实现直接转换？

Wifi信号属于杂散能量

其实除了wifi信号，我们身边还有很多可以转换成电能的能源。比如无线电波、机械能、人体热扩散能等。这种无处不在、利用不足的能量被称为“杂散能量”。

杂散能量有很多种。以杂散机械能为例，包括车辆行驶过程中部件产生的振动能、重型设备移动或工作引起的建筑振动产生的能量、人行走过程中踩踏产生的动能、手臂摆动甚至血压变化产生的动能等。这些看似微不足道的能源都可以利用。

“捕捉环境中的杂散能量就像银行从许多小客户那里收钱，然后借给有需要的人。”中国科学院电气工程研究所研究员刘国强告诉《科技日报》记者，自动手表出现在上世纪中叶，它利用手腕摆动的机械能给手表内部的发条上紧，然后驱动手表工作。

但是，wifi信号不同于其他杂散能源，它是一种高频电磁波。考虑到其对人体健康的影响，wifi信号在人类活动范围内通常能量很少。接收无线网络信号需要整流二极管天线，经过整流滤波转换成直流电后才能供我们使用。

“整流二极管是将交流电能转换成DC电能的装置，也是将高频电磁信号转换成DC电能的‘桥’，即wifi信号转换成电能的‘桥’。”刘国强说。

“目前，各国都逐渐认识到杂散能量的重要性，这个方向已经成为研究热点。研究工作的最终目标是用捕获杂散能量的方式部分取代甚至完全取代现有的化学电池供电方式。”刘国强说，如果杂散能量可以用于捕获发电技术，未来可能没有必要更换电池，科学家有望开发出终身不需要更换的能源，甚至使电器脱离电源的约束。

以现有起搏器为例。数据显示，目前的起搏器由电池供电，但电池寿命有限，因此患者必须在安装后5至10年内进行二次手术来更换电池。未来心脏起搏器可以利用心跳释放的动能进行充电。一些研究人员在现有的起搏器上添加了一层聚合物，将心跳的动能转化为电能，使起搏器正常工作。

现在还很难意识到通电后一切都可以互联

既然杂散的网络信号可以转换成电能，那么电能有没有可能转换成网络信号，让所有的东西通电后都可以互联？

"理论上，用电连接一切是可能的."刘国强解释说，一种可能的方法是用电能驱动高频振荡器产生高频信号，然后通过高频功率放大器放大信号，然后用倍频器、变频器、调制器和解调器进行信号转换，再用天线发射电磁波，从而实现电能到网络信号的转换。

"但是没有直接简单的方法将杂散能量转换成无线信号."刘国强说。

随着杂散能量捕获技术、无线通信技术和无线电力传输技术的快速发展，在一定范围内的物体之间转换能量和信号成为可能。但是实现这个目标需要时间。其中，寻找新材料、实现材料领域的技术突破是主要难点，而减小发电器件尺寸、提高转换效率是实验结果落地的关键。

“能量是客观存在的，就像桌椅板凳一样。点燃火柴会产生热能，说话会产生振动能。但是这些能源不能直接转换成无线信号。”中国电子科技大学光电科学与工程学院的副研究员王香如解释说，由于信号是有序的，如果不进行调制，我们得到的声波和电磁波只是来自环境的干扰。

“信息的传播需要编码和解码两个过程，也需要发送方和接收方之间的代码匹配和协议，否则我们就无法理解信息。”王香如认为，从这个意义上说，信号需要经过特殊的处理才能被传输和获取。

“在现阶段，将电能转换成wifi只是一个绝妙的想法。也许在未来的某一天，在一些新材料出现之后，这些杂散的能源就可以直接驱动新的器件，然后传输信号。”刘国强说。(实习记者戴晓培)