Ряд устройств и технологий, позволяющих получить электрическую энергию из энергии электромагнитных волн, пополнился устройством, разработанным исследователями из университета Дьюка (Duke University). Модульная конструкция этого устройства позволяет ввести в его состав модули, эффективно поглощающую энергию одного из узких диапазонов электромагнитного излучения, в котором работают точки доступа Wi-Fi, спутниковые приемно-передающие устройства и другие технологии беспроводной связи.

Новое устройство преобразует электромагнитные волны в постоянный электрический ток с высокой эффективностью, благодаря чему характеристики вырабатываемого им напряжения приближаются к характеристикам напряжения, вырабатываемого обычными солнечными батареями.

Устройство, созданное студентами Алленом Хоксом (Allen Hawkes) и Александром Катко (Alexander Katko), которые работали под руководством профессора электротехники и вычислительной техники Стивена Каммера (Steven Cummer), состоит из пяти ячеек.

Каждая из этих ячеек имеет антенну изготовленную прямо на печатной плате и несложную электронную схему. Совокупность всех элементов ячейки можно рассматривать как своего рода метаматериал, сложный материал, обладающий высокой эффективностью при выполнении каких либо функций или действий. Пять ячеек устройства вырабатывают электрическое напряжение с потенциалом в 7.3 вольта, которое достаточно легко преобразовывается в напряжение в 5 вольт, требующееся для зарядки аккумуляторных батарей мобильных электронных устройств через USB-интерфейс.

Рис. 1.

«Начиная свою разработку, мы стремились максимизировать эффективность преобразования энергии электромагнитных волн в электрическую энергию» – рассказывает Аллен Хокс, – «Первые образцы демонстрировали эффективность от 6 до 10 процентов, а впоследствии нам удалось поднять это значение до уровня в 37 процентов».

Помимо микроволнового диапазона электромагнитных волн, устройство может быть настроено для эффективной работы и в других диапазонах. Для этого потребуется лишь изменение геометрических размеров антенн и незначительные изменения электронных схем.

Рис. 2.

«До последнего момента практическое применение материалов существовало только в теории или, в лучшем случае, в виде сложного лабораторного оборудования» – рассказывает Александр Катко, – «Своей работой мы показали, что при достаточно небольших усилиях и затратах метаматериалы смогут работать и в устройствах потребительского класса. Наше устройство не только использует уникальные свойства метаматериалов, в ней учтены и взаимодействия между ними. Каждая из ячеек устройства не сможет в одиночку показать высокую эффективность преобразования энергии, это возможно лишь только при работе устройства в целом, которое также представляет собой метаматериал более высокого уровня».