Convertire il Wi-Fi in energia per alimentare dispositivi elettronici

RomeI ricercatori hanno scoperto un modo per trasformare i segnali Wi-Fi e Bluetooth inutilizzati in energia utilizzabile. Una nuova tecnologia, sviluppata da team dell'Università di Tohoku, dell'Università Nazionale di Singapore e dell'Università di Messina, converte efficientemente le onde radio a bassa potenza in energia a corrente continua (DC). Questa innovazione potrebbe alimentare dispositivi elettronici e sensori senza l'uso di batterie. I risultati sono stati pubblicati su Nature Electronics il 24 luglio 2024.

La nuova tecnologia denominata "rettificatore" risolve i problemi delle soluzioni attuali come il diodo Schottky, inefficiente nella conversione da RF a DC. Questo rettificatore avanzato utilizza uno spin-rettificatore (SR) a nanoscale, creato con una giunzione tunnel magnetica composta da CoFeB e MgO. I ricercatori hanno perfezionato lo SR modificando le proprietà magnetiche dei materiali, il design del dispositivo e le caratteristiche della barriera di tunnel. Hanno testato la conversione da RF a DC in due configurazioni differenti.

• Una singola rectenna basata su SR operativa tra -62 dBm e -20 dBm
• Una serie di 10 SR collegati in serie

I ricercatori hanno utilizzato l'array SR in un modulo di raccolta energetica per alimentare un sensore di temperatura commerciale a -27 dBm.

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Questa innovazione offre grandi vantaggi. La raccolta di energia RF dall'aria può ridurre significativamente l'uso delle batterie, prolungare la durata dei dispositivi e diminuire l'impatto ambientale. È particolarmente utile per i dispositivi situati in luoghi remoti dove il cambio delle batterie è difficile. Questi dispositivi potrebbero invece essere alimentati dai comuni segnali RF che ci circondano.

Il successo di questa tecnologia potrebbe portare a opzioni energetiche più sostenibili per i piccoli dispositivi elettronici. Questo cambiamento sarebbe molto utile per l'Internet delle Cose (IoT), dove molti sensori e dispositivi necessitano di fonti di energia efficienti. In futuro, potremmo vedere l'uso di antenne integrate per rendere questi dispositivi più efficienti e compatti. I ricercatori stanno inoltre sviluppando modi per regolare l'impedenza in grandi array di SR utilizzando connessioni in serie-parallelo e interconnessioni integrate per collegare singoli SR per una migliore raccolta di energia RF.

Questa tecnologia offre una soluzione ecologica utilizzando il raccolto di energia ambientale, permettendo ai dispositivi elettronici di essere autosufficienti. Questo metodo potrebbe risolvere i problemi energetici sfruttando i segnali wireless presenti ovunque intorno a noi.