Ваш смартфон можно зарядить с помощью Wi-Fi сигнала

Международная группа исследователей из Университета Тохоку, Национального университета Сингапура и Университета Мессины в Италии разработала инновационный метод преобразования энергии электромагнитных волн в постоянный ток.

Наша повседневная жизнь наполнена электромагнитными волнами. Здания буквально пронизаны сигналами Wi-Fi, Bluetooth-соединениями между телефонами и беспроводными наушниками, ноутбуками и принтерами. Беспроводные роутеры испускают энергию в виде радиочастотного излучения, которое позволяет передавать данные на различные устройства.

Ученые предложили использовать избыточную радиочастотную энергию в окружающей среде для питания небольших гаджетов. Такой подход может значительно снизить зависимость от батарей, продлить срок их службы и уменьшить негативное влияние на окружающую среду. Особенно актуальным это решение может стать для удаленных районов, где частая замена батарей затруднительна.

В статье, опубликованной в журнале Nature Electronics , исследователи подробно описывают, как им удалось усовершенствовать традиционный выпрямитель, повысив эффективность преобразования энергии. Выпрямитель преобразует переменный ток, меняющий направление, в постоянный, текущий в одном направлении. Этот процесс осуществляется с помощью различных компонентов, в основном диодов и конденсаторов.

Существующие технологии, например, диод Шоттки, сталкивались с трудностями при эффективном преобразовании энергии. Ученым удалось преодолеть эти проблемы, разработав компактный наноразмерный спиновый выпрямитель (SR). Устройство способно преобразовывать окружающие беспроводные радиочастотные сигналы мощностью менее -20 дБм в постоянное напряжение.

На данный момент источник сигнала должен находиться в непосредственной близости от электронного устройства. Однако исследователи активно работают над совершенствованием технологии. Возможно, для повышения эффективности и компактности в будущем на чипе будет интегрирована антенна.

Кроме того, ученые разрабатываются последовательно-параллельные соединения для настройки импеданса в больших массивах спиновых выпрямителей. Для этого разработчики применяют межсоединения на чипе для связи отдельных SR.

По мнению исследователей, технология спиновых выпрямителей может быть легко интегрирована в модули сбора энергии для питания электронных устройств и датчиков.

Изучение технологии открывает путь к созданию самодостаточного, экологически чистого энергетического решения, которое может помочь справиться со многими вызовами будущего. Использование избыточной энергии радиочастот не только снизит углеродный след электронных устройств, но и предоставит новые возможности для развития автономных систем в различных областях, от «умных» домов до промышленных датчиков и медицинских имплантатов.