Nhiều năm qua, các nhà khoa học đã tìm cách khai thác năng lượng của sóng vô tuyến (radio) để cấp điện cho những thiết bị nhỏ. Trong đó, tín hiệu Wi-Fi được xem là một nguồn phong phú và hứa hẹn hơn cả.

Mới đây, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Singapore (NUS) và ĐH Tohoku (Nhật Bản) vừa trình diễn một phương án tiếp cận mới trong việc khai thác lọai sóng này. Họ đã phát triển một con chip có khả năng biến năng lượng sóng Wi-Fi thành điện cấp cho đèn LED, các thiết bị điện tử và cảm biến nhỏ khác.

Các nhà nghiên cứu và con chip chứa những bộ tạo dao động mô-men spin để làm sáng đèn LED. Ảnh: Đại học Quốc gia Singapore.

Các nhà nghiên cứu và con chip chứa những bộ tạo dao động mô-men spin để làm sáng đèn LED. Ảnh: Đại học Quốc gia Singapore.

Mặc dù ý tưởng tận dụng năng lượng của sóng vô tuyến như Wi-Fi thực ra không hề mới, nhưng việc này cho đến nay vẫn gặp rất nhiều thách thức. Giải pháp của nhóm là sử dụng một bộ dao động mô-men xoay (STO) – thiết bị nhỏ có khả năng tạo sóng vi ba (microwaves) với công suất đầu ra hiện vẫn còn rất thấp.

Các nhà khoa học kỳ vọng điều này sẽ được cải thiện nhờ kết hợp nhiều STO trên một con chip, tuy nhiên họ gặp vướng mắc trong việc xác định cấu hình tối ưu cùng một số vấn đề về khoảng cách và khả năng đáp ứng ở tần số thấp.

Nhóm đã chế tạo và thử nghiệm một thiết kế bao gồm tám STO được kết nối thành chuỗi để khắc phục những vấn đề trước đó. Kết quả là con chip đã biến sóng Wi-Fi tần số 2,4 GHz thành điện áp trực tiếp truyền vào tụ điện và làm sáng một bóng đèn LED 1,6 volt. Tụ điện được sạc trong năm giây sẽ làm đèn LED sáng trong một phút, ngay cả sau khi đã tắt nguồn điện.

Tác giả nghiên cứu, giáo sư Yang Hyunsoo cho biết: “Tín hiệu Wi-Fi hiện diện ở khắp nơi và sẽ không làm việc khi không được sử dụng để truy cập Internet. Đó quả là một sự lãng phí rất lớn. Sóng 2,4 GHz vì thế có thể trở thành một nguồn năng lượng xanh, giúp chúng ta cắt giảm nhu cầu tiêu thụ pin trong các thiết bị điện tử, cảm biến và IoT. Cùng với xu hướng nhà ở và thành phố thông minh, nghiên cứu này của chúng tôi sẽ thúc đẩy những ứng dụng tiết kiệm năng lượng trong lĩnh vực truyền thông, máy tính, … và cả các hệ thống tùy biến thần kinh.”

Nhóm hiện đang tìm cách tối ưu hiệu suất của công nghệ này bằng cách gia tăng số lượng STO trên mỗi con chip. Ngoài ra, họ cũng nghiên cứu để ứng dụng giải pháp nhằm cấp năng lượng cho nhiều loại thiết bị điện tử và cảm biến khác.

Kết quả nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Nature Communications.