Вряд ли у кого-то вызовет удивление возможность добывать энергию из высокочастотного радиосигнала. Те же бесконтактные карты и RFID-метки придуманы и используются не одну пятилетку. Интересно другое ― сделать принимающую и преобразующую часть в виде антенны и полупроводниковой обвязки настолько гибкими и эффективными, чтобы ими можно было вооружить миниатюрное носимое устройство или что-то из мира вещей с подключением к Интернету. Тем самым в ряде случаев можно будет отказаться от аккумуляторов (батарей) или создать решение для бесплатной и автоматической подзарядки аккумуляторов.
Свой вариант «вечной» батарейки с добычей энергии из сигнала Wi-Fi предложила группа учёных из Массачусетского технологического института (MIT). Решение выполнено на гибкой подложке и представляет собой вариант антенны со встроенным выпрямителем (диодом). Обычно для таких антенн в качестве выпрямителя используется диод Шотки из арсенида галлия (это диод с переходом металл-полупроводник, тогда как обычные диоды используют полупроводниковые переходы). Он преобразует высокочастотное колебание с антенны в выпрямленный постоянный ток. Но это в прямом смысле негибкое решение.
Сделать диод Шотки гибким учёные из MIT смогли, когда в качестве его основы взяли дисульфид молибдена (MoS2). Этот материал демонстрирует полупроводниковые свойства при толщине всего в три атома. В сочетании с металлическим напылением и специальным компаундом удалось создать тончайший диод с необходимыми для работы параметрами. В частности, решение позволило существенно снизить паразитную ёмкость, что открыло для добычи энергии диапазон до 10 ГГц. Предложенным способом энергию можно добывать из Wi-Fi, Bluetooth и излучения базовых станций сотовой связи.
В лаборатории опытная антенна со встроенным выпрямителем из дисульфида молибдена показала эффективность в районе 30 %, добыв из сигнала Wi-Fi мощностью 150 мкВт электроэнергии на 40 мкВт. Этого вполне может хватить для питания маломощного носимого датчика, или датчика мониторинга среды в городской инфраструктуре IoT, или для чего-то другого с низким требованием к питанию.
