Een nieuwe technologie gebaseerd op spintronica maakt gebruik van Wi-Fi- en Bluetooth-signalen om IoT-apparaten zonder batterijen van stroom te voorzien: deze rectenna vertegenwoordigt een stap voorwaarts in duurzaamheid en vermindert afval en energieafhankelijkheid
Fotovoltaïsche special voor thuis: hoe u kunt besparen met zonne-energie
Stel je kleine apparaten voor die zichzelf van energie voorzien door gebruik te maken van de energie die wordt verspreid door de Wi-Fi- en Bluetooth-signalen die ons elke dag omringen. Het is geen sciencefiction, maar een realiteit die mogelijk wordt gemaakt dankzij een nieuwe uitvinding genaamd rectennaeen gelijkrichtantenne die elektromagnetische golven omzet in elektriciteit.
Door gebruik te maken van een technologie die is gebaseerd op kwantumfenomenen, slaagt deze innovatieve rectenna erin om zelfs de zwakste signalen op te vangen en deze om te zetten in voldoende energie om kleine apparaten, zoals temperatuursensoren of elektronische apparaten, van stroom te voorzien.Internet der dingen (IoT).
Hoe de rectenna werkt
De rectenna is een onderdeel dat elektromagnetische signalen, zoals die van Wi-Fi, Bluetooth en mobiele netwerken, ontvangt en omzet in elektrische stroom. De antenne vangt deze golven op als wisselstroom (AC), die vervolgens via een gelijkrichterschakeling wordt omgezet in gelijkstroom (DC).
Hoewel het idee om energie op te wekken uit radiosignalen dateert uit de jaren zestig, ligt de echte vooruitgang van deze nieuwe rectenna in zijn vermogen om zeer zwakke omgevingssignalen te exploiteren. Waar energie in het verleden rechtstreeks via microgolven naar apparaten werd gestuurd, is het doel nu om elektromagnetische golven op te vangen die in de omgeving worden verspreid, zoals die van wifi-routers of smartphones.
Om dit te bereiken gebruikten de onderzoekers een datagebaseerde aanpak spintronicaeen veld dat het gedrag van elektronenspin en de interacties ervan met magnetische velden bestudeert. Ze ontwierpen een serie spin-gelijkrichters (SR), apparaten op nanoschaal bestaande uit magnetische tunnelovergangen (MTJ’s). Deze componenten zijn geoptimaliseerd om algemene frequenties op te vangen, zoals Wi-Fi (2,4 GHz) en 5G (3,5 GHz).
Praktische toepassingen en milieuvoordelen
Uit tests bleek dat een reeks spingelijkrichters voldoende energie kon opwekken om een commerciële temperatuursensor van stroom te voorzien. Dit resultaat werd bereikt met een vermogensniveau van slechts -27 dBm, een extreem lage waarde vergeleken met het vermogen van een normale smartphone, die ongeveer 27 dBm uitzendt.
Deze technologie kan een aanzienlijke impact hebben op deInternet der dingen (IoT)waar de behoefte om grote aantallen sensoren en apparaten van stroom te voorzien voortdurend groeit. Het voeden van deze apparaten met omgevingssignalen zou de afhankelijkheid van batterijen verminderen, de onderhoudskosten verlagen en de duurzaamheid van draadloze netwerken verbeteren.
De ontwikkelaars van deze rectenna wijzen erop dat grootschalige adoptie zou kunnen bijdragen aan het verkleinen van de CO2-voetafdruk die gepaard gaat met IoT-technologieën, waardoor een groenere en beter toegankelijke energieoplossing kan worden geboden.
