Per anni, gli scienziati hanno lottato per trovare nuovi modi per raccogliere in modo efficiente le onde radio dall'ambiente al fine di alimentare piccoli dispositivi. Tuttavia, finora, la fonte di questi segnali non è stata così diffusa come la rete wireless (Wi-Fi). Di recente, un team di ricerca della National University of Singapore (NUS) ha introdotto un nuovo chip che ha sviluppato per alimentare i LED e altri piccoli dispositivi/sensori elettronici.
Responsabile della ricerca Prof. Yang Hyunsoo (a sinistra) e primo autore Dr. Raghav Sharma
Raccogliere energia radio nell'ambiente e poi convertirla in potenza significativa è stata una sfida scoraggiante per molti anni.
The good news is that scientists from the National University of Singapore and Tohoku University in Japan have developed what they call a "self-torque oscillator" (STO).
Una classe relativamente nuova di piccoli dispositivi, hanno la capacità di generare microonde, ma fino ad ora la potenza di uscita è stata piuttosto bassa. Sulla base di ciò, il team di ricerca ha escogitato una nuova soluzione per integrare più STO su un chip per aumentare la potenza di uscita.
Per raggiungere questo obiettivo, tuttavia, il team di ricerca ha lavorato duramente per progettare e testare layout ottimali per affrontare problemi come la spaziatura e la risposta a bassa-frequenza. Il piano dimostrativo di consegna finale include otto STO collegati in serie.
L'array assorbe le onde radio a 2,4 GHz generate dai segnali Wi-Fi e le converte in segnali di tensione CC. Dopo essere passato al condensatore, può essere utilizzato per LED da 1,6 V.
Dopo aver caricato il condensatore per 5 secondi, il LED rimarrà acceso per un minuto anche se l'alimentazione esterna viene interrotta.
"We live in a world surrounded by Wi-Fi signals, but when we're not using them to access the internet, they're inactive, wasting energy," said study author Professor Yang Hyunsoo.
La nuova ricerca è il primo passo di un cambiamento in cui le onde radio a 2,4 GHz prontamente disponibili diventeranno una fonte di energia verde per ridurre il fabbisogno di batteria dei dispositivi elettronici che utilizziamo regolarmente.
In questo modo, alcuni dispositivi IoT possono essere alimentati tramite segnali radio. Con la popolarità delle applicazioni per la casa intelligente e le città intelligenti, questo lavoro di ricerca può essere applicato in modo efficiente in sistemi come comunicazione, informatica e neuromorfismo.
Il team di ricerca sta ora lavorando per aumentare il numero di STO nell'array per migliorare la raccolta di energia e sta esplorando come potrebbe essere utilizzato per alimentare altri dispositivi elettronici e sensori.
I dettagli della ricerca sono stati pubblicati nel recente numero della rivista Nature Communications.
The original title is "Electrically connected spin-torque oscillators array for 2.4?GHz WiFi band transmission and energy harvesting".
