Удивительное устройство превращает сигналы Wi-Fi в электричество: как оно работает

Ученые из Национального университета Сингапура (NUS) разработали новый тип выпрямителя, который может эффективно преобразовывать сигналы внешней радиочастоты в напряжение постоянного тока. О новинке сообщило издание Interesting Engineering.

Новая технология преобразует окружающие радиочастотные сигналы из таких источников, как Wi-Fi и сотовые сети, в полезную электроэнергию.

Технология сбора радиочастотной энергии способна снизить зависимость от батарей, продлить срок службы устройств, минимизировать воздействие на окружающую среду, уверены исследователи. Они использовали наноразмерные спиновые выпрямители (SR) для преобразования даже при низких уровнях радиочастотной мощности -20 дБм. Ученые оптимизировали спин-выпрямители и интегрировали массив таких SR в модуль сбора энергии для питания светодиодов и коммерческих датчиков. Команда успешно привела в действие коммерческий датчик температуры при помощи своей технологии.

Сбор радиочастотных электромагнитных сигналов имеет решающее значение для разработки энергоэффективных электронных устройств и сенсоров. Чтобы улучшить выходную мощность и обеспечить работу внутри кристалла, SR были объединены в массив, при этом небольшие копланарные волноводы на SR использовались для передачи радиочастотной мощности, благодаря чему удалось сохранить компактность площади внутри кристалла и достичь высокого КПД, пояснили исследователи. Массив из 10 SR достиг КПД 7,8% и высокой чувствительности.

Технология открывает путь для разработки устройств сбора внешней радиочастотной энергии следующего поколения и датчиков на основе спиновых выпрямителей. В настоящее время исследовательская группа сосредоточена на интеграции встроенной антенны для дальнейшего повышения эффективности своей технологии. Они также изучают последовательно-параллельные соединения и внутрикристальные межсоединения для улучшения сбора радиочастотной энергии с возможностью генерирования достаточного напряжения, чтобы устранить необходимость в усилителе постоянного тока.

Наномасштабные спин-выпрямители предлагают компактную технологию для чувствительного и эффективного преобразования радиочастотных мощностей в постоянный ток, обеспечивая улучшенную чувствительность и эффективность. Команда оптимизировала устройства SR, создав конфигурации, которые хорошо работали в широком диапазоне мощностей.