Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han descubierto una tecnología que podría cambiar la manera en que utilizamos la energía en dispositivos de bajo consumo. En su investigación, descubrieron un nuevo tipo de módulo de recolección de energía capaz de extraerla de las señales de radio y el WiFi.
El módulo, conocido como “energía residual”, tiene la capacidad de convertir estas señales en voltaje de corriente continua, que pueden usar dispositivos de bajo consumo. Así, podríamos tener una menor dependencia de las baterías.
Tecnología que recolecta energía de las señales de radio
Las zonas remotas o cualquier situación en donde no es sencillo conseguir baterías, siempre han tenido problemas para usar aparatos y equipos de bajo consumo. Sin embargo, este nuevo estudio podría cambiar eso para siempre.
La investigación es una colaboración con la Universidad de Tohoku en Japón y la Universidad de Messina en Italia. El equipo de investigación destaca que esta innovación también puede disminuir el impacto ambiental de las baterías al prolongar la vida útil de los dispositivos y permitir nuevas aplicaciones en redes de sensores inalámbricos y dispositivos IoT.
Una de las aplicaciones más prometedoras de esta tecnología es su capacidad para extraer energía de niveles bajos de potencia de RF (Frecuencias de Radio). Esto la hace ideal para una variedad de dispositivos de baja potencia, como los sensores de temperatura.
El profesor Yang Hyunsoo de la NUS explicó:
“Optimizamos los rectificadores de espín para que funcionen a niveles bajos de potencia de RF disponibles en el ambiente, e integramos una serie de dichos rectificadores a un módulo de recolección de energía para alimentar un LED y un sensor comercial a una potencia de RF inferior a -20 dBm”.
Sin embargo, la tecnología actual enfrenta limitaciones debido a los rectificadores tradicionales, como los diodos Schottky, que han estado saturados durante décadas debido a restricciones termodinámicas a baja potencia. El diseño de un rectificador adecuado para un módulo de recolección de energía inalámbrica presenta un desafío significativo.
La solución parece ser un rectificador de espín (SR) a escala nanométrica, que ofrece una mejor conversión de voltaje inalámbrico a CC. Estos dispositivos SR optimizados podrían recolectar radiofrecuencias ambientales entre -62 y -20 dBm y mejorar la eficiencia de funcionamiento en chip.
Impacto Futuro
El Dr. Raghav Sharma, primer autor del artículo, coincide en la importancia de superar los problemas relacionados con los rectificadores convencionales. Una vez resuelto, esto podría conducir al diseño de recolectores y sensores de energía de radiofrecuencia ambiental de próxima generación.
Las tecnologías de recolección de energía por radiofrecuencia (RF-EH) han sido ampliamente investigadas, y los hallazgos indican que es posible recolectar energía de frecuencias utilizadas para las tecnologías LTE, DTV, GSM, WLAN, HIPERLAN y C-Band, que se encuentran comúnmente en áreas urbanas y semiurbanas. Aunque no resolvería los problemas creados por aplicaciones de mayor consumo, si jugaría un papel vital en la eliminación de baterías para ciertos dispositivos.
Esta innovación, una vez implementada eficazmente, permitirá el desarrollo de nuevos tipos de dispositivos y usos en campos comerciales, científicos, médicos y personales. Podría permitir que muchos sensores y dispositivos informáticos de bajo consumo mejoren nuestra calidad de vida, proporcionando soluciones energéticas sostenibles y prácticas.
De momento, se encuentra en sus primeros pasos, pero estamos completamente seguros que esta tecnología tiene el potencial de tener un impacto significativo en el futuro. Es posible que estemos ante el nacimiento de una nueva era de recolección energética.
Referencia:
- NUS News/NUS researchers develop new battery-free technology to power electronic devices using ambient radiofrequency signals. Link.
Nature Electronics/Nanoscale spin rectifiers for harvesting ambient radiofrequency energy. Link.
