來源丨Forbes
編譯丨科技行者
越來越多的初創(chuàng)企業(yè)開始從環(huán)境資源中提取少量能源，希望能在不影響生態(tài)平衡的前提下為全面普及的物聯(lián)網(wǎng)傳感器提供電力。
無線能源傳輸并不是什么新鮮概念，只是最初的設(shè)計(jì)思路比目前的實(shí)際能力高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。早在十八世紀(jì)九十年代，著名發(fā)明家尼古拉·特斯拉就提出過通過大氣傳輸電力的想法。
特斯拉通過利用空氣無距離傳輸電力抱有濃厚興趣，并于1899年在科羅拉多州斯普林斯進(jìn)行了一次早期實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，他使用一部直徑達(dá)15.8米的放大發(fā)射器，成功將閃電弧發(fā)射至130英尺的空中。
到二十世紀(jì)之交，出生于塞爾維亞工程師在紐約肖勒姆建造起沃登克里弗塔。雖然最初用途是為了跨大西洋進(jìn)行電報(bào)信息傳輸，但特斯拉計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)大沃登克里弗塔的覆蓋范圍，從而構(gòu)建起有史以來第一套無線電力傳輸系統(tǒng)。但由于銀行業(yè)巨頭兼項(xiàng)目支持者摩根大通在緊要關(guān)頭放棄了資金援助，特斯拉被迫于1906年放棄了這個(gè)野心勃勃的項(xiàng)目。
特斯拉還曾經(jīng)提出更為夸張的計(jì)劃，打算開發(fā)出一套縱貫全球的電力系統(tǒng)，免費(fèi)為各個(gè)地區(qū)提供電力。很顯然，這個(gè)目標(biāo)一直沒能實(shí)現(xiàn)。
位于長島的沃登克里弗塔這長征路上的第一步就沒能成功，后續(xù)計(jì)劃自然也就沒了下文。最終，這座廢棄的高塔于1917年被徹底拆除。
在接下來的一百年內(nèi)，電力的無線傳輸就只存在于科幻小說當(dāng)中。直到特斯拉首次提出這個(gè)概念的115年之后，無線能量收集初創(chuàng)業(yè)務(wù)重新成為關(guān)注的焦點(diǎn)，人們意識(shí)到利用它在極短距離內(nèi)為專門的工業(yè)及消費(fèi)級(jí)設(shè)備提供電力似乎切實(shí)可行。
與特斯拉當(dāng)初失敗的夢想相比，大多數(shù)初創(chuàng)企業(yè)都強(qiáng)調(diào)從細(xì)微處著手。除了新西蘭的Emrod公司之外，大部分能量收集企業(yè)都專注于從無線電波、Wi-Fi、超聲波乃至其他環(huán)境源處收集少量電能。
憑借著最近剛剛完成的5000萬美元C輪風(fēng)險(xiǎn)融資，Everactive公司已經(jīng)成為能量收集浪潮中的佼佼者。這家由3M與愛立信于2021年7月29日注資1600萬美元戰(zhàn)略資金的年輕公司，在本輪融資中再次證明了自己的市場號(hào)召力。而且自2012年6月成立以來，他們已經(jīng)拿到超過1.14億美元投資。
這家原名PsiKick的初創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出一種無電池傳感器(在公司的技術(shù)簡介中被稱為EverSensor)，能夠從室內(nèi)外陽光、熱梯度、射頻、振動(dòng)等當(dāng)中收集能量。Everactive的最新芯片生產(chǎn)技術(shù)能夠提供最多250米的無線非視距傳遞能力，長度接近三個(gè)足球場。
Everactive公司希望能把自己的產(chǎn)品融入傳統(tǒng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)領(lǐng)域。他們宣稱，自己的傳感器在5分鐘內(nèi)就能快速安裝在蒸汽疏水閥上，而且一個(gè)網(wǎng)關(guān)就能支持1000個(gè)此類傳感器的正常運(yùn)行。該公司的未來目標(biāo)，是通過不斷迭代持續(xù)縮小無電池傳感器的體積。
總部位于比利時(shí)的e-peas S.A.公司則能夠從多種光源(太陽、燈光及室內(nèi)自然光照明)、大型熱源、振動(dòng)元件以及各類射頻頻段(868 Mhz、915 Mhz、2.4 GHz等)當(dāng)中收集能量。與Everactive一樣，e-peas的技術(shù)同樣基于其硅芯片，但他們提供多種不同微芯片選項(xiàng)以收集各種形式的能量，包括專門針對(duì)光照、振動(dòng)與無線電波設(shè)計(jì)的定制芯片。
截至目前，這家半導(dǎo)體企業(yè)已經(jīng)獲得1380萬美元資金。他們還與SODAQ等廠商合作，后者開發(fā)出一種采用epeas AEM10941芯片的太陽能物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)跟蹤器。
另外，來自荷蘭的初創(chuàng)企業(yè)Nowi Energy也已經(jīng)獲得1050萬歐元的風(fēng)險(xiǎn)投資，領(lǐng)投方正是總部位于荷蘭的投資公司Disruptive Technology Ventures。
Nowi的開發(fā)成果是NH2能源收集電源管理集成電路(IC)。他們與華為旗下芯片部門海思半導(dǎo)體開展合作，將H2與海思的NB-IoT解決方案相結(jié)合。
Nowi還與Murata Manufactruing及Nordic Semiconductor等公司保持合作，將其電源管理芯片與各類低功耗廣域(LPWA)規(guī)范相結(jié)合，從而為LoRaWAN、SigFox、LTE-M以及NB-IoT提供支持。
該公司的NH2產(chǎn)品屬于當(dāng)前正式在售的最小能源收集集成電路之一，適用于各類工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器、電子貨架標(biāo)簽(ESL)以及電視遙控器等場景。Nowi芯片能夠從光照或振動(dòng)中獲取能量，但無法同時(shí)利用這兩種能量源。
盡管新冠疫情的陰云仍籠罩著全球眾多工業(yè)部門，但這并沒有妨礙能量收集初創(chuàng)企業(yè)的興旺發(fā)展。8Power、Quester以及Wiliot等年輕公司都拿到了可觀的資金支持。未來，也許會(huì)有更多能量收集初創(chuàng)企業(yè)出現(xiàn)在我們的視野當(dāng)中，并得到資本市場的重視與青睞。
其中的理由也很明顯：將電池從工業(yè)體系當(dāng)中剔除出去，能夠大大降低運(yùn)營成本并縮短人為維護(hù)時(shí)間。此外，在工業(yè)與消費(fèi)級(jí)環(huán)境中使用無電池設(shè)備，還有望顯著減少廢舊電池給地球帶來的生態(tài)壓力。據(jù)估計(jì)，僅在美國，每年被丟棄的舊電池就多達(dá)30億塊。
例如，Everactive就認(rèn)為，如果在整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施當(dāng)中部署1000臺(tái)由電池供電、用于傳輸設(shè)備健康狀況實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，那么隨著時(shí)間推移，運(yùn)營團(tuán)隊(duì)每年需要更換約2000塊電池。這些傳感器中將有相當(dāng)一部分位于維護(hù)與檢修難度較大的位置，這會(huì)進(jìn)一步增加更換化學(xué)電池的時(shí)間和費(fèi)用。
我們正處于物聯(lián)網(wǎng)能量收集業(yè)態(tài)的早期發(fā)展階段。單純采用太陽能蒸汽疏水閥傳感器并不能節(jié)約太多能量、也阻止不了電池在世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用。從肆虐的野火到降水模式的劇烈變化，人類賴以生存的環(huán)境也仍然面對(duì)著氣候變化的嚴(yán)峻考驗(yàn)。但無論如何，我們必須盡快行動(dòng)起來，而能源收集這一基本概念也許會(huì)成為奠定未來綠色生態(tài)之路的基石之一。
