シンガポール国立大学と日本の東北大学の研究チームは、スピントルク発振器（STO）の使用を改良し、Wi-Fi信号を収集してエネルギーに変換し、バッテリー不要のLEDを点灯させる直列構成を実現したと発表した。
「周囲のWi-Fiは大量に無駄になっている。問題は、無駄になっているエネルギーを回収して何か有用なものに変換できるかどうかだ」とシンガポール国立大学電気・コンピュータ工学部のヤン・ヒョンス教授はThe Registerに説明した。
彼は、その結果として得られるグリーンエネルギーによって、最終的にはバッテリーの必要性がなくなる可能性があると信じている。
交流電磁波を直流電気に変換する装置は新しいものではないが、従来の技術は未熟であり、改良が必要である。
複数のSTOを並べることで、出力を増大させ、技術の周波数を変化させることができますが、デバイスのサイズが大きくなり、多くの望ましいアプリケーションは実用的ではなくなる可能性があります。一方、STO単体では、応答できる周波数範囲が限られています。
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この技術の効率と使い勝手を向上させるため、研究者たちは8個のSTOを直列に接続したアレイを考案しました。このアレイは2.4GHzのWi-Fi電磁波を電流に変換し、コンデンサに送って1.6VのLEDを点灯させます。コンデンサを5秒間充電すると、LEDは1分間点灯します。
研究チームはまた、STO の並列設計を検討し、ワイヤレス伝送には並列設計の方が適しているが、エネルギー収集には直列レイアウトの方が効率的であると結論付けました。
チーム研究者のラガブ・シャルマ博士は、定型文の声明で次のように述べた。
エネルギーハーベスティングに用いられる回路の概略図。ホーンアンテナまたはマイクロストリップパッチアンテナから出力された0dBmの無線信号は、8個の直列接続されたSTOアレイに、ゼロ磁場およびDCバイアスで照射されます。整流された信号はコンデンサに蓄えられ、その後DC-DC昇圧コンバータに供給され、赤色LEDに電力を供給します。
ヤン氏はその応用についてThe Registerに次のように語った。
外科医や生物医学エンジニアはまだ期待しすぎないほうがいい。ヤン氏はこう付け加えた。
「2.4 GHz WiFi 帯域伝送およびエネルギー収集のための電気的に接続されたスピントルク発振器アレイ」という論文が、今週 Nature Communications に掲載されました。®
