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. Исследователи смогли получить энергию с помощью сигналов диапазона Wi-Fi для беспроводного питания светодиода (LED) без использования батареи.

В их работе отмечается, что с наступлением цифровой эпохи количество источников Wi-Fi выросло в геометрической прогрессии, что привело к повсеместному использованию радиочастоты 2,4 ГГц с доступными избыточными радиосигналами. Инженеры превратили избыточный сигнал в экологически чистый источник энергии. По их словам, небольшие электрические устройства и датчики могут получать питание по беспроводной сети с помощью радиочастотных волн как объекты Интернета вещей.

Применение STO было затруднено из-за низкой выходной мощности. Однако эту проблему помогла решить взаимная синхронизация нескольких STO. Кроме того, магнитная связь ближнего действия имеет свои пространственные ограничения.

Исследовательская группа разработала массив, в котором восемь STO соединены последовательно. Он позволил преобразовать электромагнитные радиоволны 2,4 ГГц, которые использует Wi-Fi, в сигнал постоянного напряжения, который затем передавался на конденсатор и запитывал 1,6-вольтовый светодиод. Когда конденсатор заряжался в течение пяти секунд, он зажигал светодиод на одну минуту после отключения беспроводного питания.

В своем исследовании исследователи также подчеркнули важность электрической топологии для проектирования систем STO на кристалле и сравнили последовательную конструкцию с параллельной. Они обнаружили, что параллельная конфигурация более полезна для беспроводной передачи из-за лучшей стабильности, характеристик спектрального шума и контроля рассогласования импеданса (полного сопротивления переменному току). С другой стороны, последовательные соединения имеют преимущество для сбора энергии из-за аддитивного эффекта диодного напряжения от STO.

Теперь исследователи стремятся увеличить количество STO в разработанном ими массиве. Кроме того, они планируют протестировать их для беспроводной зарядки других электронных устройств и датчиков.