Με την άνοδο της ψηφιακής εποχής, η ποσότητα των πηγών WiFi που μεταίδουν πληροφορίες ασύρματα μεταξύ συσκευών αυξήθηκε σημαντικά. Το αποτέλεσμα αυτού είναι η ευρεία χρήση της ραδιοσυχνότητας των 2,4GHz (WiFi) με τη δυνατότητα αξιοποίησης των σημάτων που περισσεύουν.
Ερευνητές του NUS (National University of Singapore) και του ΤU (Tohoku University, Ιαπωνία) ανέπτυξαν μια τεχνολογία που χρησιμοποιεί μικροσκοπικές «έξυπνες» συσκευές, γνωστές ως STO (spin-torque oscillators) για να συλλέγει και να μετατρέπει σήματα σε ενέργεια για την τροφοδοσία μικρών ηλεκτρονικών συσκευών. Στη μελέτη αυτή, οι ερευνητές κατάφεραν να συλλέξουν επιτυχώς ενέργεια χρησιμοποιώντας σήματα WiFi για να λειτουργήσει μια LED ασύρματα και χωρίς να χρησιμοποιείται μπαταρία.
«Περιστοιχιζόμαστε από σήματα WiFi, μα όταν δεν τα χρησιμοποιούμε για να αποκτούμε πρόσβαση στο Ίντερνετ, είναι ανενεργά, και αυτό είναι σπατάλη. Το πιο πρόσφατο αποτέλεσμά μας είναι ένα βήμα προς την κατεύθυνση της μετατροπής ραδιοκυμάτων των 2,4 Ghz σε μια “πράσινη” πηγή ενέργειας, ως εκ τούτου μειώνοντας την ανάγκη για μπαταρίες για την τροφοδοσία ηλεκτρονικών συσκευών που χρησιμοποιούμε τακτικά. Με αυτόν τον τρόπο, μικρές ηλεκτρονικές συσκευές και αισθητήρες μπορούν να τροφοδοτούνται ασύρματα χρησιμοποιώντας κύματα ραδιοσυχνοτήτων στο πλαίσιο του Internet of Things. Με την άνοδο των έξυπνων σπιτιών και πόλεων, η δουλειά μας θα μπορούσε να οδηγήσει σε αποδοτικές ενεργειακά εφαρμογές σε επικοινωνίες, υπολογιστές και νευρομορφικά συστήματα» είπε ο καθηγητής Γιανγκ Χιουνσού του NUS Department of Electrical and Computer Engineering, που ηγήθηκε του προγράμματος.
Η έρευνα έγινε σε συνεργασία με την ερευνητική ομάδα του καθηγητή Γκούο Γιονγκ Σιν, επίσης του NUS Department of Electrical and Computer Engineering, καθώς και του καθηγητή Σουνσούκε Φουκάμι και της ομάδας του από το TU. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο Nature Communications.
Τα STO είναι μια κατηγορία συσκευών που παράγουν μικροκύματα και έχουν εφαρμογές σε συστήματα ασύρματης επικοινωνίας. Ωστόσο εμπόδιο είναι η χαμηλή ενεργειακή απόδοση και το ευρύ linewidth.
Αν και ο αμοιβαίος συγχρονισμός πολλαπλών STO είναι ένας τρόπος αντιμετώπισης του προβλήματος, οι παρούσες τεχνικές έχουν περιορισμούς.
Για την υπέρβαση των περιορισμών από τον χώρο και τη χαμηλή συχνότητα οι ερευνητές κατέληξαν σε μια συστοιχία στην οποία οκτώ STO ήταν συνδεδεμένα σε μια σειρά. Χρησιμοποιώντας αυτή τη συστοιχία, τα ηλεκτρομαγνητικά ραδιοκύματα των 2,4 Ghz που χρησιμοποιεί το WiFi μετατρέπονταν σε σήμα απευθείας voltage, που μεταδιδόταν σε έναν πυκνωτή για να ενεργοποιηθεί μια LED των 1,6 volt. Όταν ο πυκνωτής φορτιζόταν για πέντε δευτερόλεπτα, ήταν σε θέση να φωτίζει την ίδια LED για ένα λεπτό μετά τη διακοπή της ασύρματης ηλεκτροδότησης.
Το επόμενο βήμα είναι η αύξηση του αριθμού των STO στη συστοιχία που είχαν σχεδιάσει. Επιπρόσθετα, σχεδιάζουν να δοκιμάσουν τους συλλέκτες ενέργειάς τους και για τη φόρτιση άλλων ηλεκτρονικών συσκευών και αισθητήρων.
