Исследователи из Национального университета Сингапура совместно с учёными из Университета Тохоку в Японии и Университета Мессины в Италии разработали беспроводную технологию, позволяющую получать питание для маломощных устройств из радиосигналов и сигналов Wi-Fi. Промышленное использование этого открытия потенциально может снизить зависимость удалённых маломощных устройств от аккумуляторов или внешнего питания.
Источник изображений: unsplash.com
Разработанные учёными модули сбора радиочастотной энергии (energy harvesting module, EHV) преобразуют радиочастотные сигналы, которые исследователи называют «отходами энергии», в постоянный ток. Эта технология помогает извлекать энергию из радиосигналов, что может быть использовано для питания маломощных устройств, таких как датчики температуры.
Исследователи рассказали, что им удалось оптимизировать спин-выпрямители для работы на низких уровнях мощности радиосигналов, доступных в окружающей среде. Затем они интегрировали массив таких спин-выпрямителей в модуль сбора энергии, обеспечив питание светодиода и коммерческого датчика при мощности сигнала ниже -20 дБм.
Для справки: децибел (дБ) – отношение мощности измеренного сигнала к базовой мощности. дБм — тот же дБ, но за базу принимается сигнал мощностью 1 милливатт (мВт).
В настоящее время коммерческое использование новой технологии ограничивается конструкцией традиционных выпрямителей из-за термодинамических ограничений при низкой мощности. Решением может стать спин-выпрямитель (SR), созданный при помощи нанотехнологий, который обеспечит оптимальное преобразование беспроводного сигнала в постоянный ток. Это позволит собирать электроэнергию из окружающих радиоволн в диапазоне мощностей от -62 до -20 дБм. Исследователи также изучают возможность интеграции антенны на чип для повышения эффективности.
Многочисленные исследования технологии сбора радиочастотной энергии (RF-EH) говорят о том, что сбор энергии возможен из радиосигналов LTE, DTV, GSM, WLAN, HIPERLAN и C-Band, которые обычно используются в городских и пригородных районах. Реализация новой технологии поможет эффективно извлекать энергию из радиосигналов, использовать её для питания разнообразных датчиков и создавать новые типы устройств для коммерческого, научного и медицинского применения.
Исследователи подчеркнули, что разработанная ими технология помогает снизить зависимость от аккумуляторов, уменьшить воздействие на окружающую среду, продлить срок службы устройств и создать новые типы беспроводных сенсорных сетей и устройств интернета вещей.