Una nuova tecnologia sviluppata nella spintronica offre una soluzione per alimentare dispositivi IoT senza l’uso di batterie, sfruttando segnali Wi-Fi e Bluetooth. Questa innovativa rectenna rappresenta un progresso verso una maggiore sostenibilità energetica, diminuendo sprechi e dipendenza da fonti di energia tradizionali.
Immaginate piccoli dispositivi che ricevono energia dall’energia dispersa dai segnali Wi-Fi e Bluetooth circostanti. Questa idea si traduce in una realtà concreta grazie alla rectenna, un’antenna rettificante capace di convertire onde elettromagnetiche in elettricità, anche da segnali molto deboli. Sfruttando tecnologie basate su fenomeni quantistici, la rectenna è in grado di alimentare piccoli apparati, come sensori di temperatura o altri dispositivi IoT.
Funzionamento della rectenna
La rectenna funziona ricevendo segnali elettromagnetici, tra cui Wi-Fi, Bluetooth e reti mobili, convertendoli in corrente elettrica. Le onde vengono catturate in forma di corrente alternata (AC), che successivamente viene trasformata in corrente continua (DC) tramite un circuito rettificatore. Sebbene i principi di generazione di energia da segnali radio siano noti dagli anni Sessanta, il progresso attuale sta nella capacità di catturare segnali ambientali di bassa intensità, quali quelli emessi dai router Wi-Fi o smartphone.
I ricercatori hanno adottato un approccio basato sulla spintronica, studiando il comportamento degli spin degli elettroni e la loro interazione con campi magnetici. Hanno progettato una serie di rettificatori di spin, dispositivi nanometrici realizzati con giunzioni tunnel magnetiche, ottimizzati per captare frequenze comuni come quelle del Wi-Fi (2,4 GHz) e del 5G (3,5 GHz).
Applicazioni pratiche e benefici ambientali
Test condotti su un array di rettificatori di spin hanno dimostrato la capacità di generare energia sufficiente per alimentare un sensore di temperatura commerciale con un livello di potenza di appena -27 dBm. Questo valore è notevolmente inferiore rispetto alla potenza trasmessa da un normale smartphone, che è di circa 27 dBm.
L’applicazione di questa tecnologia ha il potenziale di rivoluzionare il settore dell’Internet delle Cose (IoT) in crescita. Alimentare i dispositivi tramite segnali ambientali ridurrebbe la dipendenza dalle batterie, portando a una diminuzione dei costi di manutenzione e un miglioramento della sostenibilità delle reti wireless. Gli sviluppatori della rectenna evidenziano che l’implementazione su larga scala potrebbe contribuire a ridurre l’impronta di carbonio associata alle tecnologie IoT, fornendo un’alternativa energetica più ecologica e accessibile.
