ساخت فناوری جدیدی بدون باتری؛ دریافت انرژی از هوا!

پژوهشگران در جدیدترین مطالعات توانسته‌اند امواج رادیویی را به انرژی تبدیل کنند؛ این موضوع در حال حاضر تیتر یک رسانه‌های فناوری شده و در ادامه توضیح می‌دهیم که چطور این دستاورد به دست آمده و اصلا ساز و کار این ساخت فناوری چیست.

نوآوری کلیدی در ساخت فناوری جدید، یک چرخش یکسو کننده در مقیاس نانو به حساب می‌آید که می‌تواند سیگنال‌های رادیویی بسیار کم مصرف کمتر از dBm ۲۰- را به ولتاژ جریان مستقیم قابل استفاده تبدیل کند. این دستگاه بر نقطه‌ی اصلی یکسو کننده‌های برداشت انرژی رادیویی موجود غلبه می‌کند، که برای عملکرد کارآمد در سطوح پایین محیط تلاش می‌کنند.

پروفسور یانگ هیونسو، عضو دانشگاه ملی سنگاپور که این پروژه را رهبری می‌کرد، توضیح داد که یکسو کننده‌های دیود سنتی گیگاهرتز شاتکی به دلیل محدودیت ‌ای اساسی ترمودینامیکی در سطوح توان پایین، برای دهه‌ها راکد مانده‌اند. تلاش‌های اخیر بر بهبود کارایی آنتن و شبکه‌های تطبیق امپدانس متمرکز شده که ردپای تراشه را افزایش می‌دهد و مانع کوچک‌سازی می‌شود. در مقابل، تیم یانگ نشان داد که یکسو کننده‌های اسپین در مقیاس نانو روشی فشرده، حساس و کارآمد برای تبدیل مستقیم امواج رادیویی به برق متناوب DC را ارائه می‌دهند.

برای دستیابی به این پیشرفت، محققان دستگاه‌های چرخشی یکسو کننده را به دو پیکربندی بهینه کردند: یک یکسو کننده منفرد بین ۶۲- دسی بل و ۲۰- دسی بل و آرایه‌ای از ۱۰ چرخشی یکسو کننده به صورت سری با راندمان تبدیل ۷.۸ درصد. ادغام آرایه در یک ماژول برداشت انرژی به آنها اجازه داد تا یک سنسور دمای تجاری را تنها با توان ورودی ۲۷- دسی بل متر تغذیه کنند.

نتایج به دست آمده با همکاری محققان دانشگاه توهوکو در ژاپن و دانشگاه مسینا در ایتالیا، در مجله‌ی Nature Electronics در ۲۴ ژوئیه منتشر شد.

این دستاورد در حقیقت یک اثبات مفهوم هیجان انگیز است، اما ماژول‌های برداشت انرژی اسپین-یکسو کننده هنوز جا برای بهبود دارند. تیم یانگ در زمان کنونی در حال کار روی ادغام یک آنتن روی تراشه است که می‌تواند کارایی و فشردگی را بیشتر افزایش دهد.

محققان همچنین قصد دارند با شرکای صنعتی و دانشگاهی برای پیشبرد توسعه سیستم‌های هوشمند خودپایدار با یکسو کننده‌های چرخشی روی تراشه همکاری کنند. آنها امیدوارند که این امر امکان ظهور فناوری‌های فشرده روی تراشه را برای شارژ بی‌سیم و سیستم‌های تشخیص سیگنال بر اساس برداشت سیگنال‌های فرکانس رادیویی محیطی فراهم کند.

در یک مطالعه‌ی مشابه، محققان کره‌ای فناوری backscatter را بهینه کردند و به دستگاه‌ها اجازه دادند سیگنال‌های بی سیم مدوله شده را برای انتقال داده‌ها برای افزایش عملکرد بدون باتری منعکس کنند و در نتیجه ۴۰ درصد بهبود در بهره‌وری انرژی ایجاد شود.

منبع: techspot