Un equipo de investigación dirigido por la Universidad Nacional de Singapur (NUS) ha logrado un importante avance en la tecnología de captación de energía, lo que podría eliminar la necesidad de baterías en varios dispositivos electrónicos.
El equipo ha desarrollado un nuevo tipo de rectificador capaz de convertir eficientemente las señales de radiofrecuencia (RF) ambientales, que suelen considerarse energía «desperdiciada», en voltaje de corriente continua (DC) utilizable. Esta innovadora tecnología convierte las señales RF de fuentes como Wi-Fi y redes celulares en electricidad útil.
Según el comunicado de prensa, las tecnologías de captación de energía RF son esenciales porque reducen la dependencia de las baterías, extienden la vida útil de los dispositivos, minimizan el impacto ambiental y mejoran la viabilidad de las redes de sensores inalámbricos y dispositivos IoT en áreas remotas donde el reemplazo frecuente de baterías es impráctico.
La investigación demostró el uso de rectificadores de espín (SR) a nanoescala para lograr esta conversión incluso a niveles bajos de potencia RF por debajo de -20 dBm, un umbral en el que las tecnologías actuales enfrentan dificultades. El profesor Yang Hyunsoo de la NUS, quien lideró el proyecto, explicó que optimizaron los rectificadores de espín para operar a bajos niveles de potencia RF disponibles en el ambiente e integraron una serie de estos rectificadores a un módulo de captación de energía para alimentar un LED y un sensor comercial.
Los rectificadores tradicionales, como los diodos Schottky, enfrentan limitaciones termodinámicas y efectos parásitos a bajos niveles de potencia. En cambio, los rectificadores de espín a nanoescala ofrecen una tecnología compacta para una conversión RF a DC sensible y eficiente. El equipo optimizó los dispositivos SR, creando configuraciones que operan eficazmente en un amplio rango de potencia. Al acoplar los SR en una disposición de matriz, lograron una alta eficiencia y sensibilidad.
Una matriz de 10 SRs alcanzó una eficiencia impresionante del 7.8% y alta sensibilidad. El Dr. Raghav Sharma, primer autor del artículo, destacó que la tecnología de rectificadores de espín ofrece una alternativa prometedora, superando la eficiencia y sensibilidad de los diodos Schottky en el régimen de baja potencia.
El equipo ahora se enfoca en integrar una antena en el chip para mejorar aún más la eficiencia y la compacidad de su tecnología. También están explorando conexiones en serie-paralelo y conexiones interchip para mejorar la captación de potencia RF, con el potencial de generar suficiente voltaje para eliminar la necesidad de un booster DC a DC.
