Группа инженеров из Национального университета Сингапура нашли способ собирать из окружающей среды энергию от остатков сигналов, которые были сгенерированы радиочастотными устройствами. Такую энергию можно использовать для питания небольших электронных приборов.
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.
Сингапурцы смогли решить основную проблему низкой эффективности выпрямителей низкой мощности. В основе их уникальной новой технологии изобретен наноразмерный спиновый выпрямитель, который может преобразовывать крайне слабые радиочастотные сигналы мощностью менее -20 дБм в полезное постоянное напряжение.
По словам, руководителя проекта профессора Ян Хёнсу, традиционные гигагерцовые выпрямители Шоттки за десятилетия не претерпели существенных изменений из-за фундаментальных термодинамических ограничений на низких уровнях мощности. Однако коллектив разработчиков сосредоточили свои усилия на повышении эффективности антенны и согласовании импедансов (комплексных сопротивлений двухполюсного устройства для проведения гармонического сигнала), что увеличивает полезную площадь чипа и препятствует миниатюризации.
Также инженеры реализовали наноразмерные спиновые выпрямители, способные предлагать компактный, чувствительный и эффективный способ прямого преобразования радиочастотной энергии в постоянный ток.
В итогам исследований стало понятно, что спиновые выпрямители можно легко интегрировать и масштабировать в различные технологические разработки, что позволяет запитать бесплатной энергией из «мусорных» отходов радиосигналов в воздухе очень широкий спектр низкоэнергетических радиочастотных и коммуникационных устройств и приложений.
Подобный прорыв в исследованиях получилось сделать после оптимизации приборов спиновых выпрямителей в двух конфигурациях: одиночный выпрямитель, который работает в диапазоне от -62 дБм до -20 дБм, и массив из 10 спиновых выпрямителей последовательно с коэффициентом преобразования 7,8%. Внедрение такого массива в модуль сбора энергии позволяет запитать им, например, коммерческий датчик температуры при входной мощности всего -27 дБм.
Чтобы еще больше повысить эффективность и компактность энергогенерирующей системы, ученые на текущий момент сосредоточили свои усилия на интеграции в тестовое устройство встроенной антенны.
Весьма вероятно, что совсем в недалеком будущем, многие маломощные датчики и прочие электронные устройства слабой мощности, смогут заряжаться с помощью бесплатной энергии прямо из воздуха, а в окружающей нас атмосфере станет меньше техногенных радиоволн, влияние которых на наш организм пока малоизученны или не изучено вовсе.
Поиск знакомств и встреч