Przekształcanie nadmiaru sygnałów Wi-Fi w energię dla urządzeń elektronicznych bez baterii.

WarsawNaukowcy opracowali metodę przekształcania nieużywanych sygnałów Wi-Fi i Bluetooth w energię użytkową. Nowa technologia, stworzona przez zespoły z Uniwersytetu Tohoku, Narodowego Uniwersytetu Singapuru i Uniwersytetu w Messynie, skutecznie zamienia fale radiowe o niskiej mocy na prąd stały (DC). Ta technologia może zasilać urządzenia elektroniczne i czujniki bez konieczności użycia baterii. Wyniki badań zostały opublikowane w Nature Electronics 24 lipca 2024 roku.

Nowa technologia, nazwana „prostownikiem”, rozwiązuje problemy dotychczasowych rozwiązań, takich jak dioda Schottky'ego, która charakteryzuje się niską wydajnością w konwersji sygnału RF na DC. Ten zaawansowany prostownik wykorzystuje nanoskali spinowy prostownik (SR) zbudowany z połączenia tunelowego z warstwami CoFeB i MgO. Naukowcy udoskonalili SR, dostosowując właściwości magnetyczne materiałów, konstrukcję urządzenia oraz cechy bariery tunelowej. Testowali konwersję RF na DC w dwóch różnych konfiguracjach.

• Pojedyncza rectenna oparta na SR działająca w zakresie od -62 dBm do -20 dBm
• Szeregowo połączona matryca złożona z 10 SR

Badacze zastosowali układ SR-array w module pozyskiwania energii, aby zasilić komercyjny czujnik temperatury przy mocy -27 dBm.

Zobacz również:

Dzisiaj · 11:32

Spowolnienie ruchu białek w chorobach przewlekłych otwiera nowe ścieżki leczenia

To przełomowe odkrycie przynosi znaczące korzyści. Pobieranie energii RF z otoczenia może znacznie zmniejszyć zużycie baterii, wydłużyć czas działania urządzeń oraz ograniczyć negatywny wpływ na środowisko. Jest to szczególnie przydatne dla urządzeń w odległych miejscach, gdzie wymiana baterii jest utrudniona. Takie urządzenia mogłyby być zasilane przez powszechne sygnały RF, które nas otaczają.

Sukces tej technologii może prowadzić do bardziej zrównoważonych opcji energetycznych dla małych urządzeń elektronicznych. Taka zmiana byłaby bardzo przydatna dla Internetu Rzeczy (IoT), gdzie wiele czujników i urządzeń potrzebuje wydajnych źródeł zasilania. W przyszłości możemy zobaczyć wykorzystanie anten wbudowanych w chipy, co uczyni te urządzenia bardziej efektywnymi i kompaktowymi. Naukowcy pracują także nad metodami dostosowania impedancji w dużych układach SR, stosując połączenia szeregowo-równoległe oraz wbudowane połączenia chipowe, aby połączyć poszczególne SR w celu lepszego pozyskiwania energii RF.

Ta technologia stanowi ekologiczną alternatywę. Wykorzystuje zbieranie energii z otoczenia, co pozwala urządzeniom elektronicznym na samodzielne zasilanie. Ten sposób może rozwiązać problemy energetyczne poprzez wykorzystanie sygnałów bezprzewodowych, które nas otaczają.