th th
en

นักวิจัย MIT พบวิธีเปลี่ยนสัญญาณ Wi-Fi เป็นพลังงาน

ลองจินตนาการดูว่าจะเกิดความสะดวกสบายสักแค่ไหน หากเราสามารถเปลี่ยนสิ่งที่แพร่กระจายอยู่รอบ ๆ ตัวเราอย่างคลื่นความถี่ หรือสัญญาณ Wi-Fi ให้กลายเป็นพลังงานได้ ไม่แน่ว่าเราอาจจะสามารถชาร์จโทรศัพท์มือถือ หรือคอมพิวเตอร์ได้ โดยไม่ต้องต้องกังวลกับการหาปลั๊กไฟหรือแหล่งพลังงานอื่น ๆ อีกเลย

วันที่ 27 มีนาคม พ.ศ. 2563 MIT News เสนอข่าวการตีพิมพ์บทความวิชาการของคณะวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา ลงในวารสาร Science Advances วันเดียวกัน เนื้อหาของงานวิจัยระบุถึงแนวคิดในการผลิตเครื่องมือเพื่อแปลงคลื่นความถี่ Terahertz (เทระเฮิรตซ์ มีคาเท่ากับ 1,000 กิกะเฮิรตซ์) ซึ่งเกิดขึ้นได้จากอุปกรณ์ใดก็ตามที่สามารถส่งสัญญาณ Wi-Fi ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งเป็นรูปแบบของพลังงานไฟฟ้าที่ใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ภายในบ้าน

คณะวิจัยใช้ประโยชน์จากกลไกควอนตัมในเนื้อวัสดุ โดยการใช้สารคาร์บอนประเภทกราฟีน (Graphene) กับชั้นของโบรอนไนไตรด์ (Boron Nitride) การจัดวางกราฟีนและโบรอนไนไตรด์ไว้แนบติดกันจะทำให้อิเล็กตรอนในกราฟีนเกิดการสูญเสียสมดุล และเปลี่ยนการจัดเรียงตัวในทิศทางที่จำเพาะ ตามปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “skew scattering” เมื่อมีคลื่นเทระเฮิรตซ์เข้ามาสัมผัสกับกราฟีนในสถานะนี้ อิเล็กตรอนของกราฟีนจะได้รับพลังงานและเริ่มเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวตามที่จัดเรียงไว้ และให้ผลลัพธ์เช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจากเซลล์ไฟฟ้าไฟฟ้ากระแสตรงหรือแบตเตอรี่เข้าสู่เครื่องใช้ไฟฟ้า
การค้นพบครั้งนี้แตกต่างจากวิธีการส่งกระแสไฟฟ้าแบบไร้สายอื่น ๆ ซึ่งเคยมีผู้ทดลองไว้ก่อนหน้า เพราะไม่จำเป็นต้องใช้สนามไฟฟ้าเพื่อการเหนี่ยวนำอิเล็กตรอน รวมถึงไม่จำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ในระดับต่ำเป็นพิเศษ ซึ่งไม่สามารถใช้งานได้จริงในทางปฏิบัติ แต่มีข้อจำกัดเพียงอย่างเดียวคือจำเป็นต้องใช้กราฟีนที่มีความบริสุทธิ์สูงมากเท่านั้น

Terahertz Wave Energy Capture Schematic 777x518 

ดร. ฮิโรกิ อิโซเบะ นักวิจัยระดับหลังปริญญาเอก (Postdoctoral Researcher) แห่งสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์หัวหน้าคณะวิจัยกล่าวว่า “เราถูกล้อมรอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงเทระเฮิรตซ์ ถ้าเราสามารถแปลงพลังงานจากคลื่นความถี่นั้นให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ เราอาจพบทางแก้ปัญหาความท้าทายทางพลังงานที่เรากำลังเผชิญอยู่ในขณะนี้ก็เป็นได้” โดยในขณะนี้ คณะวิจัยได้ยื่นจดสิทธิบัตรแนวคิด และกำลังทำงานร่วมกับนักฟิสิกส์ในสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์เพื่อทดลองสร้างอุปกรณ์ตามที่ออกแบบไว้ หากแนวคิดนี้สามารถนำมาใช้งานได้จริง ในอนาคตเราอาจสามารถแปลงสัญญาณ Wi-Fi เพื่อชาร์จอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคล เช่น คอมพิวเตอร์หรือโทรศัพท์มือถือ รวมถึงใช้ในการถ่ายพลังงานแบบไร้สายสู่อุปกรณ์ในร่างกายของผู้ป่วยได้โดยไม่ต้องผ่าตัดเพื่อเปลี่ยนแบตเตอรี่อีกก็เป็นได้

ที่มาของภาพ
[1] https://scitechdaily.com/mit-aims-to-turn-wi-fi-signals-into-usable-power-with-energy- harvesting-design/

ที่มาของแหล่งข้อมูล
[1] https://scitechdaily.com/mit-aims-to-turn-wi-fi-signals-into-usable-power-with-energy- harvesting-design/ [สืบค้นเมื่อวันที่ 6 เมษายน 2563]


เขียนโดย ชวลิต อยู่กิจติชัย นักวิชาการ 6 กองนิทรรศการ
ตรวจทาน สมชาย แสงใสแก้ว นักวิชาการ 6 กองวัสดุอุเทศ
              วชิรพันธ์ เจริญเวช นักวิชาการ 5 กองวิชาการ
พิพิธภัณฑ์เทคโนโลยีสารสนเทศ องค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ


กรอกอีเมลเพื่อติดตามข่าวสาร