С наступлением цифровой эпохи количество источников Wi-Fi для беспроводной передачи информации между устройствами выросло в геометрической прогрессии. Это приводит к повсеместному использованию радиочастоты 2,4 ГГц, которую использует WiFi, с доступными избыточными сигналами для альтернативного использования.
Чтобы использовать этот недооцененный источник энергии, исследовательская группа из Национального университета Сингапура (NUS) и японского Университета Тохоку (TU) разработала технологию, которая использует крошечные интеллектуальные устройства, известные как осцилляторы крутящего момента (STO), для сбора и преобразования беспроводных радиочастот в энергию для питания небольшой электроники. В своем исследовании инженеры успешно собрали энергию с помощью сигналов диапазона Wi-Fi для беспроводного питания светодиода (LED) без использования батареи.
Генераторы крутящего момента — это класс новых устройств, которые генерируют микроволны и находят применение в системах беспроводной связи. Однако применение STO затруднено из-за низкой выходной мощности и широкой ширины линии.
В то время как взаимная синхронизация нескольких STO является способом преодоления этой проблемы, существующие схемы, такие как магнитная связь ближнего действия между несколькими STO, имеют пространственные ограничения. С другой стороны, электрическая синхронизация на большие расстояния с использованием вихревых генераторов ограничена частотными характеристиками всего в несколько сотен МГц. Также требуются выделенные источники тока для отдельных STO, что может усложнить общую реализацию на кристалле.
Чтобы преодолеть пространственные и низкочастотные ограничения, исследовательская группа разработала массив, в котором восемь STO соединены последовательно. Используя этот массив, электромагнитные радиоволны 2,4 ГГц, которые использует WiFi, были преобразованы в сигнал постоянного напряжения, который затем передавался на конденсатор, чтобы загорелся светодиод на 1,6 В. Когда конденсатор заряжался в течение пяти секунд, он мог обеспечить питанием светодиод в течение одной минуты после отключения беспроводной сети.
Чтобы повысить способность своей технологии собирать энергию, исследователи стремятся увеличить количество STO в разработанном ими массиве. Кроме того, они планируют протестировать свои "энергоуборочные комбайны" для беспроводной зарядки других полезных электронных устройств и датчиков.