Naukowcy odkryli sposób na pozyskiwanie energii z otoczenia. To może zmienić przyszłość zasilania małych urządzeń

Smartwatche, czujniki, a nawet niektóre urządzenia elektroniczne przyszłości mogłyby działać bez baterii. Brzmi jak science fiction, ale naukowcy właśnie wykonali ważny krok w kierunku realizacji takiego scenariusza.

Międzynarodowy zespół badaczy odkrył nowy sposób kontrolowania niezwykłego zjawiska kwantowego, które pozwala zamieniać energię obecną w otoczeniu na prąd elektryczny. W przyszłości technologia ta może znaleźć zastosowanie w elektronice, która będzie działała bez konieczności ładowania czy wymiany baterii.

Prąd z sygnałów, które są wszędzie wokół nas

Badania prowadzili naukowcy z Australii i Singapuru. Ich uwagę przyciągnął tzw. nieliniowy efekt Halla – zjawisko znane fizykom, ale wciąż skrywające wiele tajemnic.

Najciekawsze jest to, że pozwala ono przekształcać prąd przemienny bezpośrednio w prąd stały. W praktyce oznacza to możliwość wykorzystania energii pochodzącej z fal radiowych, sygnałów bezprzewodowych czy innych źródeł obecnych niemal wszędzie wokół nas.

To właśnie prąd stały zasila większość współczesnych urządzeń elektronicznych.

– Dzięki temu efektowi można potencjalnie zasilać układy elektroniczne energią pozyskiwaną z otoczenia – wyjaśniają autorzy badania.

Kluczowe odkrycie dotyczy temperatury

Aby lepiej zrozumieć działanie tego zjawiska, naukowcy przeprowadzili eksperymenty na specjalnym materiale topologicznym, który wyróżnia się nietypowymi właściwościami elektronicznymi.

Okazało się, że efekt pozostaje stabilny nawet w temperaturze pokojowej. To bardzo dobra wiadomość, ponieważ wiele technologii kwantowych wymaga ekstremalnie niskich temperatur, co utrudnia ich praktyczne wykorzystanie.

Badacze odkryli również, że temperatura wpływa nie tylko na siłę generowanego sygnału, ale nawet na jego kierunek.

Materiał sam zmienia zachowanie

W niskich temperaturach najważniejszą rolę odgrywają mikroskopijne niedoskonałości znajdujące się w strukturze materiału. Gdy temperatura rośnie, większe znaczenie zaczynają mieć naturalne drgania atomów.

To przejście powoduje odwrócenie kierunku powstającego napięcia elektrycznego. Zdaniem naukowców właśnie ten mechanizm może stać się kluczem do precyzyjnego sterowania przyszłymi urządzeniami wykorzystującymi efekt kwantowy.

Elektronika przyszłości może obyć się bez baterii

Choć technologia znajduje się jeszcze na etapie badań laboratoryjnych, jej potencjalne zastosowania są imponujące. Naukowcy wskazują na samowystarczalne sensory, elektronikę ubieralną, inteligentne urządzenia Internetu Rzeczy oraz komponenty dla przyszłych sieci 6G.

Jeżeli uda się wykorzystać odkrycie w praktyce, przyszłe urządzenia mogłyby czerpać energię bezpośrednio z sygnałów obecnych w otoczeniu. Oznaczałoby to mniej baterii, rzadsze ładowanie sprzętu i nowe możliwości dla miniaturowej elektroniki.

Na razie to dopiero początek drogi, ale badanie pokazuje, że wizja elektroniki zasilanej energią „z powietrza” staje się coraz bardziej realna.