Van WiFi naar elektriciteit

4 februari 2019, 13:51
Onderzoekers aan het MIT hebben een flexibele batterijloze ‘rectenna’ ontwikkeld die WiFi-signalen in elektriciteit omzet (afbeelding: Christine Daniloff).
Onderzoekers aan het MIT hebben een flexibele batterijloze ‘rectenna’ ontwikkeld die WiFi-signalen in elektriciteit omzet (afbeelding: Christine Daniloff).
Stelt u zich een wereld voor waarin smartphones, laptops, wearables en andere elektronische apparaten zonder batterijen worden gevoed... Te mooi om waar te zijn? Onderzoekers aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een stap in die richting gezet met een flexibele schakeling die de energie van WiFi-signalen kan omzetten in elektriciteit om elektronica te voeden.

Rectenna

Apparaten die de energie van elektromagnetische golven (AC) omzetten in gelijkstroom worden rectenna’s genoemd. De onderzoekers hebben een nieuwe uitvoering ontwikkeld (beschreven in Nature) die een flexibele RF-antenne gebruikt om elektromagnetische golven te ‘vangen’ (inclusief WiFi-signalen).

Enkele atomen dik

Die antenne wordt dan aangesloten op een schakeling die bestaat uit een tweedimensionale halfgeleider die slechts een paar atomen dik is. Het AC-signaal doorloopt de halfgeleider die er een gelijkspanning van maakt waarmee elektronica kan worden gevoed of batterijen kunnen worden geladen.

R2R

Op deze manier genereert de schakeling op passieve wijze nuttige elektrische energie uit de alomtegenwoordige WiFi-signalen. Een groot voordeel van de nieuwe schakeling is dat deze flexibel is en in een roll-to-roll proces (R2R) kan worden vervaardigd voor grootschalig gebruik. Een eerste toepassingen van de nieuwe rectenna is bijvoorbeeld het voeden van flexibele, wearable elektronica, medische apparatuur en sensoren voor het IoT.

Implantaten

In experimentele opstellingen was de nieuwe rectenna in staat een vermogen van ongeveer 40 µW te produceren bij blootstelling aan een typisch WiFi-vermogen van 150 µW – meer dan genoeg om een LED te doen oplichten of een silicium-chip te voeden. Dit opent mogelijkheden voor medische implantaten (inclusief pillen die door een patient worden ingeslikt en die diagnostische informatie naar een ontvanger sturen).

Molybdeen

De gelijkrichter is opgebouwd uit molybdeen-disulfide (MoS2), dat met een dikte van slechts drie atomen een van de dunste halfgeleiders ter wereld is. Bij blootstelling aan bepaalde chemicaliën ontstaat een overgang van halfgeleider naar metaal – in principe een Schottky-diode. De parasitaire capaciteit van deze diode is zo gering dat het mogelijk is draadloze signalen tot 10 GHz gelijk te richten.

Bron: Massachusetts Institute of Technology
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items