Riassunto:
I ricercatori dell'Università dell'Arkansas e dell'Università del Michigan hanno dimostrato un raccoglitore di energia al grafene che utilizza i campi magnetici attorno alle linee elettriche CA per alimentare sensori di temperatura a bassissima potenza. Il sistema funziona con un consumo energetico a livello di nanowatt, convertendo i campi magnetici provenienti dalle linee elettriche altrimenti facilmente ignorati in energia per piccoli dispositivi elettronici.
L'induttore di grafene nel dispositivo raccoglie energia dal campo magnetico CA, quindi il circuito converte il segnale CA in CC per caricare il condensatore; il condensatore immagazzina l'energia elettrica per l'utilizzo da parte del sensore. Il gruppo di ricerca ha affermato che l’induttore ripristina la carica più velocemente di quanto il sensore consuma energia, quindi l’accumulo di energia può continuare a essere mantenuto quando le linee elettriche vicine funzionano normalmente. Lo studio si è concentrato sulla corrente alternata a 60 Hz, che è comune negli Stati Uniti. Le prestazioni ad altre frequenze di rete non sono state prese in considerazione in questo studio.
I ricercatori stimano che, in caso di interruzione dell'alimentazione, il condensatore carico consentirà al sensore di continuare a funzionare per almeno 24 ore e forse anche per una settimana. La durata della batteria è una stima effettuata dal team in base al dispositivo attuale e non è il risultato di test di interruzione di corrente a lungo termine. L'articolo sottolinea inoltre che il sistema sperimentale passa ancora attraverso fasi iniziali una tantum, tra cui la precarica del condensatore di accumulo dell'energia e la configurazione del processore; non è stata ancora verificata una partenza a freddo completamente autonoma.
Questo lavoro è stato pubblicato in "Vacuum Science and Technology B". Il team ha anche precedentemente dimostrato l’uso di celle solari al grafene per alimentare i sensori di temperatura. L’obiettivo a lungo termine è quello di combinare vari metodi di raccolta dell’energia ambientale come l’energia solare, l’energia termica, il suono, il movimento e i campi elettromagnetici, in modo che l’agricoltura, il monitoraggio ambientale, il monitoraggio medico e le apparecchiature logistiche possano ridurre la necessità di manutenzione per la sostituzione delle batterie.
Il team di ricerca prevede che in futuro questo tipo di sensore possa funzionare senza sorveglianza in condizioni di basso consumo, ma il "funzionamento continuo per decenni" è ancora l'obiettivo di ricerca e sviluppo, non la durata di servizio dimostrata finora. NTS Innovations, che detiene la licenza esclusiva di commercializzazione per le tecnologie correlate, ha affermato che più di 60 potenziali partner hanno espresso interesse per il test o l'integrazione.
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