Transformação de sinais de Wi-Fi em energia para dispositivos eletrônicos

São PauloPesquisadores descobriram uma maneira de converter sinais Wi-Fi e Bluetooth não utilizados em energia utilizável. Uma nova tecnologia, desenvolvida por equipes da Universidade de Tohoku, da Universidade Nacional de Singapura e da Universidade de Messina, transforma eficientemente ondas de rádio de baixa potência em energia de corrente contínua (CC). Esta tecnologia pode alimentar dispositivos eletrônicos e sensores sem a necessidade de baterias. As descobertas foram publicadas na revista Nature Electronics em 24 de julho de 2024.

A nova tecnologia, denominada "retificador," resolve os problemas das soluções atuais, como o diodo Schottky, que possui baixa eficiência na conversão de RF para DC. Esse retificador avançado utiliza um retificador de espin nanoescala (SR) feito de uma junção túnel magnética com CoFeB e MgO. Os pesquisadores aprimoraram o SR ajustando as propriedades magnéticas dos materiais, o design do dispositivo e as características da barreira de tunelamento. Eles testaram a conversão de RF para DC em duas configurações diferentes.

• Uma única retentora baseada em SR operando entre -62 dBm e -20 dBm
• Uma matriz de 10 SRs em série

Os pesquisadores utilizaram a SR-array em um módulo de colheita de energia para alimentar um sensor de temperatura comercial a -27 dBm.

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Essa inovação traz grandes benefícios. A captação de energia de RF do ar pode reduzir significativamente o uso de baterias, aumentar a duração dos dispositivos e diminuir o impacto ambiental. É especialmente útil para dispositivos em locais remotos, onde a troca de baterias é difícil. Em vez disso, esses dispositivos poderiam ser alimentados por sinais de RF comuns ao nosso redor.

O sucesso dessa tecnologia pode levar a opções de energia mais sustentáveis para pequenos aparelhos eletrônicos. Essa mudança seria muito útil para a Internet das Coisas (IoT), onde muitos sensores e dispositivos necessitam de fontes de energia eficientes. No futuro, poderemos ver o uso de antenas integradas ao chip para tornar esses dispositivos mais eficientes e compactos. Pesquisadores também estão desenvolvendo maneiras de ajustar a impedância em grandes matrizes SR usando conexões série-paralelo e interconexões no próprio chip para conectar SRs individuais e melhorar a captação de energia de RF.

Esta tecnologia oferece uma opção ecológica. Ela utiliza a colheita de energia ambiente, permitindo que dispositivos eletrônicos sejam autossustentáveis. Esse método pode resolver problemas energéticos aproveitando os sinais sem fio que estão por toda parte ao nosso redor.