La generazione di energia dalle onde radio indica la strada per i dispositivi intelligenti senza batteria

Dal Wi-Fi al Bluetooth e alle comunicazioni mobili, un gran numero di onde radio ad alta frequenza può essere rilevato nelle nostre immediate vicinanze. Queste possono essere utilizzate per alimentare i chip con l'aiuto di una rettenna, un dispositivo di commutazione che converte le onde elettromagnetiche in corrente continua.

Questo è l'unico modo per far funzionare un chip RFID, ad esempio, che non richiede una batteria. Anche i piccoli transponder di alcuni indumenti invernali utilizzano questo principio, in modo da poter rintracciare le persone sepolte sotto una valanga.

E nella gamma fino a -10 dBm, che corrisponde a un millesimo della potenza radio di un router WLAN, questo circuito è molto affidabile. A seconda della configurazione, il 40-70% dell'energia dell'onda radio può essere convertita in corrente continua.

Energia: quasi zero

Il problema è che se un router WLAN trasmette a piena potenza, solo un 30.000esimo della potenza raggiungerà la superficie di questo chip a una distanza di un metro. Questo è 30 volte più debole di quanto sarebbe necessario con i chip attuali.

In genere, l'energia delle onde elettromagnetiche che si trovano nelle nostre immediate vicinanze è addirittura di diversi ordini di grandezza inferiore.

In queste aree ci sono anche incertezze termodinamiche. Minuscoli strati di materiale possono bloccare completamente la radiazione e anche le resistenze elettriche più piccole assicurano che non scorra alcuna corrente. Questo è il motivo per cui solo poco meno dell'1 percento dell'energia può essere convertito al di sotto del livello di potenza di -20 dBm.

Sovrapponendo e interconnettendo un totale di dieci rettenne di nuova concezione, i ricercatori dell'Università di Singapore sono comunque riusciti a far funzionare un sensore di temperatura standard.

La sua potenza è stata generata esclusivamente da radiazioni elettromagnetiche inutilizzate. Questo è stato possibile solo perché anche un livello di potenza di -62 dBm è ancora sufficiente per generare corrente continua. Se si moltiplica questa potenza per 150 milioni, si ottiene la radio di un router domestico. Quindi, nell'intervallo da -20 a -62 dBm, quasi l'8 percento dell'energia potrebbe essere utilizzato per generare corrente continua

È quindi sufficiente trovarsi a 10, 20 o addirittura 30 metri di distanza da un dispositivo di questo tipo - o meglio ancora, da molti dispositivi di questo tipo. E poi sarà possibile alimentare numerosi sensori e, in futuro, forse anche dispositivi più complessi senza bisogno di una batteria.

Tuttavia, è improbabile che questo sia possibile in campagna o addirittura in un quartiere residenziale. Nel cuore di Singapore, invece, è abbastanza facile.