鉅大LARGE | 點擊量：372次 | 2021年11月29日
手機要“甩開”電池了
最近，美國華盛頓大學的研究人員發明了一款無需電池的手機，這款手機所需的能量來源于周圍環境的無線電信號或光線中。這一重大發明，或許有望使充電器、電源線和手機沒電無法刷朋友圈帶來的焦慮成為歷史。
這支由華盛頓大學計算機科學家和電氣工程師組成的團隊以現有的商用元件制成了一部樣機，并進行了演示。除了能夠執行傳輸語音和數據、通過按鈕接收用戶輸入內容等基本的手機功能，這款樣機還可以感測語音，激活耳機，使用Skype網絡電話進行通話，以及在上行鏈路和下行鏈路通信之間進行實時切換。
在此之前，大多數蜂窩傳輸中都存在一個耗電巨大的步驟，即將模擬信號轉換成手機可以理解的數字數據。正是因為這個過程要消耗太多的能量，因此設計一個可以依靠環境能量供電的手機被認為是不可能的。
另一方面，人們通過手機說話或接聽電話時，麥克風或揚聲器會出現微小的振動。無電池手機正是利用了這種振動——研究團隊將一個獨特的天線與印刷電路板上的元件相連接，從而能夠以幾乎不耗能的方式，將振動轉換成變化后的由蜂窩基站發射的標準模擬無線電信號。
如需傳輸語音，手機可以使用來自麥克風的振動對反射信號中的語音模式進行編碼。如需接收語音，則將編碼的無線電信號轉換成聲音振動，再由手機的揚聲器拾取。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
不過，這款無電池手機仍然要少量的能量來執行一些操作。以樣機為例，其能量消耗為3.5微瓦。研究人員展示了如何從兩個不同的來源獲取這種必需的能量。
首先，無電池手機樣機可以從距離31英尺（約9.45米）處的基站所傳輸的環境無線電信號中汲取能量進行操作。其次，利用一個微小的太陽能電池（尺寸大致和一粒米相當），樣機能夠從環境光線中收集電力，從而與50英尺（約15米）外的基站進行通信。
事實上，許多其他無電池技術也要依靠環境能源，例如溫度傳感器或加速度計。但是，它們可以通過間歇性操作來存儲電力，在讀取之后“休眠”一兩分鐘，以便獲取足夠的能量來執行下一個任務。相比之下，手機的要求就更為復雜了，因為只要通話持續，設備就必須確保持續運轉。
對此，另一位合著者，華盛頓大學電氣工程博士生布萊斯·凱洛格表示：“你不能只是打個招呼，然后閉嘴等手機去獲取足夠的電力來繼續通話。這是我們面對的最大挑戰。從環境無線電或光線中實際收集的能量大約為1或10微瓦，所以假如不開發一種全新的方法來發送和接收語音，實時通話真的很難實現，這就是為何我們從振動方面著手進行研究。”
這項新技術的詳細介紹刊登在七月一日的《計算機協會交互式、移動、可穿戴和普適技術論文集》中。接下來，研究團隊計劃著重于改善無電池手機的操作范圍和加密對話功能，以使其更加安全。此外，該團隊還將致力于無電池手機的流媒體式傳輸視頻功能，以及使用低能耗電子墨水屏幕為無電池手機添加視覺顯示功能。
下一篇：究竟是什么限制了電池的容量？
