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科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，利用環(huán)境能源可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)等電器的隨時(shí)隨地充電。英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》網(wǎng)站供圖

  6月10日，英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》網(wǎng)站發(fā)布了該網(wǎng)站的季度技術(shù)觀察報(bào)告。報(bào)告介紹了科學(xué)家在環(huán)境能源領(lǐng)域研究的最新進(jìn)展。去年8月3日，本報(bào)曾經(jīng)發(fā)表了一篇名為《電力傳輸或?qū)⑨j釀?lì)嵏彩礁锩返奈恼?。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系統(tǒng)。但這樣的充電還需要消耗者自己準(zhǔn)備充電電源?！督?jīng)濟(jì)學(xué)人》的報(bào)告指出，我們也可以利用周圍到處存在的電視臺(tái)、電臺(tái)，以及無線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)充電。這種廣泛存在于環(huán)境之中，可以轉(zhuǎn)化成電力的能源形式被稱為環(huán)境能源。

　　100年前的無線電力傳輸探索

　　如今，世界有一半的人口使用手機(jī)，當(dāng)然每個(gè)人都會(huì)遇到手機(jī)電池沒電的情況。如果這一半的地球人口知道空氣也能充電，一定會(huì)很喜歡這個(gè)點(diǎn)子?？諝獬潆姴⒉皇切侣?。大約在100年前，物理學(xué)家兼發(fā)明家尼科拉·特斯拉擬定了一項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃：在不借助電線的情況下實(shí)現(xiàn)電力的傳輸。后來，斯特拉進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，通過靜電感應(yīng)原理點(diǎn)亮了電燈。實(shí)驗(yàn)中，斯特拉將電燈與懸浮在強(qiáng)電場(chǎng)中的薄鐵片相連，強(qiáng)電場(chǎng)由遠(yuǎn)處的發(fā)射器產(chǎn)生。1898年，斯特拉提出“世界系統(tǒng)”的新概念，提議建設(shè)多個(gè)巨大的發(fā)射塔，使世界的通信和電力網(wǎng)絡(luò)都實(shí)現(xiàn)無線連接。

　　1901年，第一座用于建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射塔開始建設(shè)，取名沃登克里弗塔。斯特拉當(dāng)時(shí)的支持者包括摩根大通，并為其提供了15萬美元的贊助。但在發(fā)射塔建設(shè)完工之前，支持者們決定退出，因?yàn)樗麄儞?dān)心，通過無線技術(shù)充電無法測(cè)量，導(dǎo)致消費(fèi)者可以隨意各取其需，無法管理。

　　如今，許多公司都在追求不同的無線電力運(yùn)輸技術(shù)（當(dāng)然還達(dá)不到斯特拉要求的全球范圍）。如無線電力公司（WiTricity）就向人們展示了可以透過墻壁啟動(dòng)隔壁純平電視的無線電力傳輸技術(shù)，并將之稱為“共震磁耦合”。盡管這一技術(shù)與斯特拉的技術(shù)有所不同，但公司的創(chuàng)使人還是對(duì)斯特拉的開創(chuàng)性工作給予了高度評(píng)價(jià)。

　　目光瞄準(zhǔn)環(huán)境能源

　　除無線電力傳輸外，研究人員還發(fā)現(xiàn)了可以從空氣中免費(fèi)提取能源的方式，并將這一技術(shù)稱為“能源提取”或“能源收獲”。目前，科學(xué)家已經(jīng)成功利用這一技術(shù)捕獲了近距離專用微波發(fā)射器的電波，為小型電子電器充電，如無線傳感器等。無線傳感器在用天線接受微波之后將信號(hào)轉(zhuǎn)變成電能?！督?jīng)濟(jì)學(xué)人》指出，隨著電器對(duì)電力來源要求的逐漸下降，以及能源提取技術(shù)的不斷改進(jìn)，使用這種我們周圍到處都是的環(huán)境能源（如電視、收音機(jī)、無線電波發(fā)射臺(tái)發(fā)射的無線電波）為電器充電將更加現(xiàn)實(shí)。

　　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(xiàng)技術(shù)確實(shí)很神奇。”但從科學(xué)的角度上來講，它是有根據(jù)的。去年，史密斯博士和華盛頓大學(xué)一位名叫桑普爾的研究人員成功地搜集到了4100米外電視臺(tái)的信號(hào)，并利用這一信號(hào)啟動(dòng)了一臺(tái)溫度和濕度感應(yīng)器。當(dāng)他們把接收器的頻率調(diào)到與電視臺(tái)頻率相符的時(shí)候，接收器生成了60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(xué)的另一位研究人員一起制造了一只可完全利用環(huán)境能源充電的天氣傳感器。

　　環(huán)境能源利用難度大

　　存在于周圍環(huán)境中的無線電波是一種較有發(fā)展?jié)摿Φ哪茉?，但這一點(diǎn)一直被忽略，直到最近才得到改變。無線電波作為能源被忽略的主要原因是隨著距離的增加，信號(hào)強(qiáng)度削弱得非常快。但這并不意味著遠(yuǎn)程無線電就會(huì)變得一無是處?！督?jīng)濟(jì)學(xué)人》指出，科學(xué)家一直鼓吹的利用太空太陽能發(fā)電，然后傳送至地球的技術(shù)其實(shí)使用的就是同一種原理，這樣的傳輸距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比環(huán)境能源更長。麻省理工大學(xué)的物理學(xué)家費(fèi)舍爾表示，環(huán)境能源強(qiáng)度較弱是阻止其發(fā)展的很重要原因。

　　全球最大的手機(jī)制造商諾基亞似乎找到了這一問題的解決之道。去年，諾基亞利用采集多種輻射源的方法收集到了比史密斯試驗(yàn)強(qiáng)度高約100倍的能量。位于英國劍橋的諾基亞研究中心的工程師盧瓦拉利用一個(gè)調(diào)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(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)的信號(hào)加以利用）。要使一部手機(jī)處于正常的待機(jī)模式至少需要20毫瓦的能量，但諾基亞的愿望是能夠采集到50毫瓦的環(huán)境能源，讓其為手機(jī)緩慢充電。

　　其他公司也并不甘落后，在今年1月的一次電子設(shè)備展會(huì)上，美國無線電公司展示了一款能夠吸收周圍無線發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化成能量的手機(jī)充電設(shè)備。美國無線電公司同時(shí)宣布，他們計(jì)劃在今年晚些時(shí)候推出一款名為“空氣能源”的裝置。科學(xué)家預(yù)計(jì)，最先實(shí)現(xiàn)完全依靠環(huán)境能源充電的設(shè)備應(yīng)該是體型較小的傳感器、計(jì)算器、鬧鐘等。但隨后，該技術(shù)在音樂播放器、電子閱覽器等較大電子設(shè)備中的應(yīng)用也應(yīng)該能夠跟上。環(huán)境能源存在方式還有很多種，如震動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、熱能等。但無線電的吸收力就在于，它們無處不在。