Tehokkaampaa energian keruuta IoT-antureille

Japanin tiede- ja teknologiavirasto (JST), Fujitsu ja Tokion yliopisto kertovat kehittäneensä erittäin herkän tasasuuntaajan, joka voi muuntaa pienitehoiset mikroaallot sähköksi.

Uuden tekniikan odotetaan vaikuttavan energian keräämiseen ympäristössä olevista radioaalloista, kuten matkapuhelinten tukiasemista.

Todellisen IoT-aikakauden tuottamiseksi ympäristön radioaalloista peräisin olevan energian keräykseen on kiinnitetty huomiota langattomien anturiverkkojen rakentamiseksi. Tavanomaisilla tasasuuntauselementeillä on kuitenkin vaikeuksia muuttaa pienitehoisia mikroaaltoja sähköksi.

Tutkimusryhmä onnistui muodostamaan taaksepäin suunnatun tunnelidiodin, jolla saavutettiin yli 10 kertaa korkeampi herkkyystaso kuin tavanomaisissa Schottky-diodeissa.

Testattaessa uutta tekniikkaa 2,4 GHz:n mikroaaltotaajuudella herkkyys oli suunnilleen 11-kertainen tavanomaiseen Schottky-estodiodiin verrattuna.

Siksi kehitetty tekniikka voi muuntaa tehokkaasti noin sadan nanowatin radioaallot sähköksi, mikä mahdollistaa matkapuhelinten tukiasemien ympäristöön lähettämien mikroaaltojen muuntamisen alueella, joka on yli 10 kertaa suurempi kuin aiemmin oli mahdollista. Alue vastaa 10 % alueesta, jolla matkapuhelinviestintä on mahdollista.

MIT:n tutkijat ovat puolestaan suunnitelleet aurinkosähkökäyttöisiä antureita tukeutuen ohutkalvoisiin perovskiittikennoihin ja niiden toimiessa energiankerääjinä edullisille radiotaajuustunnisteille (RFID).

Kennot voisivat tuottaa energiaa antureille sekä kirkkaassa auringonvalossa että hämärissä sisäolosuhteissa. Aurinkoenergia antaa langattomalle IoT-anturille lisätehoa, joka mahdollistaa suuremmat tiedonsiirtoetäisyydet ja kyvyn integroida useita antureita yhteen RFID-tunnisteeseen.

Ideana on yhdistää edullinen virtalähde edullisiin RFID-tunnisteisiin, jotka perinteisesti luovat langattoman datasiirron lukijalaitteen kentästä takaisin heijastuvasta datan sisältävällä signaalilla. Uusi konsepti käyttää myös perovskiittikennoista kerätyn energiaa lähettämään dataa RF-signaaleilla.

Kehitystyön tärkeimmät innovaatiot liittyvät räätälöityihin valokennoihin ja niistä koottuihin valokennomoduuleihin, jotka on sovitettu toimimaan myös sisätilojen valaistusolosuhteissa.

Aiheesta aiemmin:

RFID-tageista akuttomia IoT-laitteita

Metamateriaali sopii energiankeruuseen