Transformer le Wi-Fi en énergie pour des appareils électroniques sans batterie

ParisDes chercheurs ont découvert une méthode pour convertir les signaux Wi-Fi et Bluetooth inutilisés en énergie utilisable. Des équipes des universités de Tohoku, de Singapour et de Messina ont mis au point une nouvelle technologie qui transforme efficacement les ondes radio de faible puissance en courant continu (DC). Cette innovation pourrait alimenter des dispositifs électroniques et des capteurs sans nécessiter de batteries. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Nature Electronics le 24 juillet 2024.

Les chercheurs développent un nouveau « rectificateur » pour optimiser la conversion RF-DC

La nouvelle technologie, appelée « rectificateur », surmonte les limitations des solutions actuelles comme la diode Schottky, qui présente une faible efficacité dans la conversion RF en courant continu. Ce rectificateur avancé utilise un rectificateur de spin à l'échelle nanométrique (SR) fabriqué à partir d'une jonction tunnel magnétique avec CoFeB et MgO. Les chercheurs ont amélioré le SR en ajustant les propriétés magnétiques des matériaux, le design de l'appareil et les caractéristiques de la barrière de tunnel. Ils ont testé la conversion RF-DC dans deux configurations différentes.

• Une rectenne à base de SR unique, fonctionnant entre -62 dBm et -20 dBm
• Un réseau de 10 SRs en série

Les chercheurs ont utilisé le SR-array dans un module de récupération d'énergie pour alimenter un capteur de température commercial à -27 dBm.

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Cette avancée présente des avantages considérables. En captant l'énergie RF de l'air, on peut réduire considérablement l'utilisation des batteries, prolonger la durée de vie des appareils et diminuer l'impact environnemental. Cela est particulièrement utile pour les dispositifs situés dans des endroits isolés, où il est difficile de changer les batteries. Ces appareils pourraient alors être alimentés par les signaux RF courants qui nous entourent.

Le succès de cette technologie pourrait offrir des options énergétiques plus durables pour les petits gadgets électroniques. Ce changement serait très bénéfique pour l'Internet des Objets (IoT), où de nombreux capteurs et appareils nécessitent des sources d'énergie efficaces. À l'avenir, nous pourrions voir l'utilisation d'antennes intégrées pour rendre ces dispositifs plus performants et compacts. Les chercheurs travaillent également sur des moyens d'ajuster l'impédance dans de grandes matrices SR en utilisant des connexions série-parallèle et des interconnexions intégrées pour relier les SR individuels afin d'améliorer la collecte d'énergie RF.

Cette technologie propose une option écologique. Grâce à la récolte d'énergie ambiante, elle permet aux dispositifs électroniques de devenir autonomes. En exploitant les signaux sans fil omniprésents, cette méthode pourrait résoudre les problèmes énergétiques.