수년 동안 과학자들은 작은 장치에 전력을 공급하기 위해 환경에서 전파를 효율적으로 수집하는 새로운 방법을 찾기 위해 고군분투해 왔습니다. 그러나, 지금까지, 이러한 신호의 소스는 무선 네트워크로 광범위 하지 않은 (Wi-Fi). 최근 싱가포르 국립대학교(NUS)의 연구팀이 LED 및 기타 소형 전자 기기/센서에 전력을 공급하기 위해 개발한 새로운 칩을 출시했습니다.
연구리더 양현수 교수(왼쪽)와 첫 저자 라그하브 샤르마 박사
환경에서 무선 에너지를 수확한 다음 의미 있는 전력을 출력하는 것은 수년 동안 어려운 과제였습니다.
좋은 소식은 싱가포르 국립 대학과 일본 도호쿠 대학의 과학자들이 "자기 토크 발진기"(STO)라고 부르는 것을 개발했다는 것입니다.
비교적 새로운 종류의 소형 장치인 전자레인지를 생성할 수 있지만 지금까지는 출력 전력이 상당히 낮습니다. 이를 바탕으로 연구팀은 여러 개의 STSO를 하나의 칩에 통합하여 출력 전력을 늘리는 새로운 솔루션을 마련했습니다.
그러나 이를 위해 연구팀은 간격 및 저주파 응답과 같은 문제를 해결하기 위해 최적의 레이아웃을 설계하고 테스트하기 위해 열심히 노력하고 있습니다. 최종 배달 데모 계획에는 시리즈로 연결된 8개의 STSo가 포함됩니다.
어레이는 Wi-Fi 신호에서 생성된 2.4GHz 전파를 흡수하고 DC 전압 신호로 변환합니다. 커패시터로 전달한 후 1.6V LED에 사용할 수 있습니다.
커패시터를 5초 동안 충전한 후 외부 전원 공급 장치가 차단되더라도 LED가 1분 동안 켜집니다.
연구 저자 양현수 교수는 "우리는 Wi-Fi 신호로 둘러싸인 세상에 살고 있지만, 인터넷에 액세스하기 위해 사용하지 않을 때는 비활성 상태인 에너지를 낭비하고 있다"고 말했다.
새로운 연구는 쉽게 사용할 수 있는 변화의 첫 번째 단계는 우리가 정기적으로 사용 하는 전자 장치의 배터리 요구 사항을 줄이기 위해 녹색 에너지의 소스가 될 것입니다.
이러한 방식으로 일부 IoT 장치는 무선 신호를 사용하여 전원을 공급할 수 있습니다. 스마트 홈 및 스마트 시티 애플리케이션의 인기와 함께, 이 연구 작업은 통신, 컴퓨팅 및 신경 형성과 같은 시스템에 효율적으로 적용될 수 있습니다.
연구팀은 현재 에너지 수확을 개선하기 위해 배열의 토보 수를 늘리기 위해 노력하고 있으며 다른 전자 장치 및 센서에 전력을 공급하는 데 어떻게 사용할 수 있는지 모색하고 있습니다.
연구의 세부 사항은 저널 네이처 커뮤니케이션즈의 최근 호에 발표되었습니다.
원래 제목은 "전기적으로 연결된 스핀 토크 발진기 배열 2.4? GHz 와이파이 대역 전송 및 에너지 수확".
