Transformando señales Wi-Fi en energía: nueva tecnología impulsa dispositivos electrónicos sin baterías

MadridInvestigadores han descubierto una manera de convertir las señales no utilizadas de Wi-Fi y Bluetooth en energía aprovechable. Una nueva tecnología, desarrollada por equipos de la Universidad de Tohoku, la Universidad Nacional de Singapur y la Universidad de Mesina, transforma eficientemente las ondas de radio de baja potencia en energía de corriente continua (CC). Esta tecnología podría alimentar dispositivos electrónicos y sensores sin la necesidad de baterías. Los hallazgos fueron publicados en Nature Electronics el 24 de julio de 2024.

La nueva tecnología, denominada 'rectificador', resuelve los problemas de soluciones actuales como el diodo Schottky, que tiene baja eficiencia en la conversión de RF a DC. Este avanzado rectificador utiliza un rectificador de espín a nanoescala (SR) hecho de una unión túnel magnética con CoFeB y MgO. Los investigadores mejoraron el SR ajustando las propiedades magnéticas de los materiales, el diseño del dispositivo y las características de la barrera de tunelización. Probaron la conversión de RF a DC en dos configuraciones diferentes.

• Una rectena basada en SR única, operativa entre -62 dBm y -20 dBm
• Un arreglo de 10 SR en serie

Los investigadores emplearon el SR-array en un módulo de recolección de energía para alimentar un sensor de temperatura comercial a -27 dBm.

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Este avance tiene importantes beneficios. Recolectar energía de RF del aire puede reducir significativamente el uso de baterías, extender la vida útil de los dispositivos y disminuir el impacto ambiental. Es especialmente útil para aparatos en lugares remotos donde cambiar baterías es complicado. Estos dispositivos podrían ser alimentados por las señales de RF comunes que nos rodean.

El éxito de esta tecnología podría ofrecer opciones de energía más sostenibles para pequeños dispositivos electrónicos. Este cambio sería muy beneficioso para el Internet de las Cosas (IoT), donde numerosos sensores y dispositivos necesitan fuentes de energía eficientes. En el futuro, podríamos ver el uso de antenas en chip para hacer estos dispositivos más eficientes y compactos. Los investigadores también están desarrollando métodos para ajustar la impedancia en grandes matrices SR utilizando conexiones serie-paralelo e interconexiones en chip para vincular SRs individuales y mejorar la recolección de energía de RF.

Esta tecnología ofrece una opción ecológica. Utiliza la recolección de energía ambiental, permitiendo que los dispositivos electrónicos sean autosuficientes. Este método podría resolver problemas energéticos aprovechando las señales inalámbricas que nos rodean por doquier.