Алихан Ташенов Учёные из университетов Арканзаса и Мичигана разработали микроустройство на основе графена, которое улавливает электромагнитное излучение от электросети и преобразует его в электричество. Работу технологии исследователи показали на автономном датчике температуры, работающем без батареек и проводов.
В основе генератора лежит графеновая катушка индуктивности со стальным сердечником. Переменный ток в проводах создаёт пульсирующее магнитное поле. Когда катушка попадает в это поле, в ней возникает слабое переменное напряжение. Специальная схема выпрямляет сигнал, повышает напряжение до рабочих значений и направляет ток в три конденсатора, которые служат накопителями вместо химических аккумуляторов.
Вырабатываемая мощность измеряется нановаттами, поэтому инженеры спроектировали специальный датчик со сверхнизким потреблением энергии. Графеновый элемент заряжает конденсаторы быстрее, чем датчик расходует заряд. Накопленной энергии хватает, чтобы поддерживать работу сенсора от суток до недели, даже если ток в соседней проводке полностью пропадёт.
Разработка рассчитана на промышленные объекты, где за состоянием оборудования и трубопроводов следят тысячи контрольных приборов. Технология позволяет не тянуть провода к датчикам и не менять в них батарейки. При этом устройство вырабатывает слишком мало тока для бытовой техники, а для работы ему требуется постоянное соседство с нагруженной электросетью.
В дальнейшем учёные рассчитывают объединить сбор электромагнитных волн с улавливанием кинетической, тепловой и солнечной энергии. Это позволит создать полностью автономные датчики для логистики и наблюдения за окружающей средой. Результаты работы опубликованы в научном журнале «Journal of Vacuum Science and Technology».
