阿肯色大学与密歇根大学的研究团队开发了一款石墨烯能量采集器件，可捕捉电线周边的环境电磁辐射，把微弱磁场能量转换成电能，驱动超低功耗温度传感器，整套设备不需要锂电池，依靠电容缓冲储能，能够长期持续工作。这套方案核心是石墨烯电感搭配钢制磁芯，靠近交流供电线路拾取交变磁场，再通过整流电路把交流电转为直流电存入电容；采集功率属于纳瓦级别，只适配功耗极低的传感节点，目标是做到几十年免维护，适合工业管线、设备集群、物联网长期监测场景。需要注意，这里的环境辐射是工频电线产生的非电离电磁辐射，不是放射性核辐射；它不能在没有电线磁场的空旷地方发电，也不足以给手机、摄像头这类普通电子设备供电，目前还属于实验室验证原型，优先面向温度这类简单传感。想要理解这项技术，要分清它属于多模态环境取能研究的其中一条路线，团队还在同步研发太阳能、振动、热能等其他取能方案；系统需要初始预充电，断电后电容还能支撑一段时间工作，但磁场消失就会慢慢停止采集能量。
产品原型基础信息
- 研发单位：阿肯色大学、密歇根大学
- 采集对象：交流输电线附近的工频交变磁场（环境电磁辐射）
- 采集核心：石墨烯电感 + 钢磁芯能量采集器
- 储能单元：微型电容（无电池）
- 负载：纳瓦级超低功耗温度传感器
- 输出功率：纳瓦量级
- 预期寿命：理想条件下可达数十年，免去电池更换
- 适用前提：附近存在通电交流线缆产生变化磁场
- 当前状态：实验室验证原型，尚未商业化量产
系统工作流程清单
- 石墨烯电感拾取电线周边交变磁场，感应出微弱交流信号
- 整流转换电路，将交流转为直流
- 缓慢给片上电容充电，电容作为临时储能池
- 电容稳定供电给超低功耗传感器，完成测温、数据输出
- 磁场持续存在时，充电速度大于传感器耗电，实现不间断运行
几种主流无电池取能方案对比表
| 取能方式 | 能量来源 | 限制条件 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| 电磁辐射采集（本方案） | 电线工频磁场 | 必须靠近通电线缆 | 工厂管线、配电房监测 |
| 射频能量采集 | WiFi、基站射频信号 | 信号弱、距离受限 | 室内无源标签 |
| 光伏取能 | 自然光 / 灯光 | 黑暗环境失效 | 室外、有光照点位 |
| 振动动能采集 | 设备震动 | 需要持续振动源 | 电机、机械装备监测 |
【常见问题】
问题 1：科学家利用环境辐射为传感器供电 无需电池即可持续运行，这个辐射是放射性辐射吗？
回答 1：科学家利用环境辐射为传感器供电 无需电池即可持续运行，这里是电线产生的工频电磁辐射（非电离辐射），不是放射性核辐射，原理是电磁感应，不存在放射性危害。
问题 2：科学家利用环境辐射为传感器供电 无需电池即可持续运行，随便放在哪里都能发电吗？
回答 2：科学家利用环境辐射为传感器供电 无需电池即可持续运行，不行，它需要靠近通电交流电线，依靠电线的交变磁场获取能量，远离供电线路就无法采集能量。
问题 3：科学家利用环境辐射为传感器供电 无需电池即可持续运行，能不能给手机、摄像头供电？
回答 3：科学家利用环境辐射为传感器供电 无需电池即可持续运行，输出只有纳瓦级别，只能驱动极简的超低功耗传感器，远远达不到手机、摄像头的功率需求。
问题 4：科学家利用环境辐射为传感器供电 无需电池即可持续运行，这套系统什么时候可以商用？
回答 4：科学家利用环境辐射为传感器供电 无需电池即可持续运行，目前只是实验室验证原型，团队还在优化多模态取能融合方案，暂无明确商用时间表，优先面向工业物联网长期监测场景。
【参考资料】
[2026-10-23]（Ambient Radiation Used to Power Battery-Free Temperature Sensor）University of Arkansas
[2026-11-07]（Battery-free sensor powers up wirelessly via local circuitry radiation）New Atlas
[2026-11-08]（石墨烯能量采集器：从环境电磁辐射取电驱动传感器）IT 之家
[2026-11-07]（阿肯色大学石墨烯无源传感研究介绍）EurekAlert
【免责声明】
以上信息来自高校公开科研成果，该方案为实验室原型，采集条件、输出功率都有明显局限；无法脱离交变磁场独立工作，不能当作通用无线供电技术；本文仅科研资讯整理，不构成产品投资、采购建议。