Nhóm nghiên cứu tại Học viện Công nghệ Bắc Kinh, Trung Quốc đã tạo bước đột phá trong việc chế tạo thành công thiết bị trong suốt với khả năng thu năng lượng từ cả sóng vô tuyến và ánh nắng mặt trời để cấp điện cho nhiều loại thiết bị không dây.

Hệ thống siêu bề mặt quang học trong suốt (RMS) mới được thiết kế để thu thập đồng thời năng lượng tần số vô tuyến (RF), trong khi vẫn cho phép truyền tải hiệu quả ánh sáng khả kiến. Các hệ thống thu năng lượng truyền thống thường tập trung vào một nguồn năng lượng duy nhất như tần số vô tuyến hoặc năng lượng mặt trời. Phương pháp tiếp cận này có những hạn chế nhất định, vì bất kỳ nguồn năng lượng riêng rẽ nào trong môi trường cũng sẽ không liên tục và khó dự báo. Nghiên cứu mới tìm cách khắc phục thông qua phát triển thiết bị thu thập năng lượng hiệu quả từ hai nguồn dồi dào và sẵn có. Qua đó tăng tối đa khả năng thu năng lượng và đảm bảo nguồn cung cấp điện ổn định và đáng tin cậy.

Thiết bị được chế tạo từ oxit thiếc indi, vật liệu dẫn điện trong suốt, có thể tăng cường khả năng ứng dụng của thiết bị. Tính chất này của vật liệu cho phép tích hợp liền mạch vào nhiều bề mặt và thiết bị khác nhau mà không ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ hoặc chức năng. Thiết bị có các ứng dụng tiềm năng rất đa dạng, từ cửa sổ và màn hình tự cấp điện đến mặt tiền của tòa nhà và linh kiện xe có thể thu năng lượng.

Trong nghiên cứu, các tác giả đã kết hợp một mạch chỉnh lưu tăng gấp đôi điện áp được thiết kế để thu năng lượng trong các băng tần Wi-Fi 2,4 GHz và 5,8 GHz. Các tần số này được lựa chọn do chúng phổ biến trong môi trường truyền thông không dây hiện đại, đảm bảo nguồn năng lượng tần số vô tuyến nhất quán và sẵn có.

Các thử nghiệm xác thực hiệu suất cho thấy việc tích hợp thiết bị thu năng lượng với một pin quang điện đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể công suất đầu ra tối đa của pin. Như vậy, thông qua cho phép tích hợp liền mạch khả năng thu năng lượng vào nhiều bề mặt và thiết bị, công nghệ mới mở ra triển vọng đầy hứa hẹn hướng tới tương lai bền vững và tiết kiệm năng lượng.

Nguồn: NASATI