Tehokkaampaa energian keruuta IoT-antureille

07.10.2019

MIT-Low_FujitsuJSTFig1-300.jpgJapanin 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.

MIT-Low_FujitsuJSTFig2-200.jpgTutkimusryhmä 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).

MIT-perovskiitti-valokenno-tukemaan-RFID-antureita-300-t.jpgKennot 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

16.01.2020Laskentaa molekyyleillä
16.01.2020Konenäölle nyt myös konesilmät
14.01.2020Piin kvanttibiteillä uusiin ulottuvuuksiin
13.01.2020Uusi menetelmä kestäville GaN-transistoreille
10.01.2020Hiukkaskiihdytin mikropiirille
09.01.2020Biologista energiantuottoa
08.01.2020Kvanttiteleportaatio piifotonisella sirulla
07.01.2020Kohti spintronisia MRAM-muisteja
07.01.2020Tehokas litium-rikki akku
03.01.2020Pieniä parannuksia litiumioni-akuille

Siirry arkistoon »