Carta energia 5G: Una carta per la raccolta di energia che sfrutta le reti 5G

Una carta per la raccolta di energia che sfrutta le reti 5G



Un prototipo di carta per la raccolta di micro onde consente ai dispositivi di estrarre dall’aria l’energia dei sistemi wireless 5G e convertirla in elettricità

Un team della Georgia Tech ha appena annunciato una novità mondiale: un'antenna rettificatrice stampata in 3D delle dimensioni di una carta da gioco in grado di raccogliere energia elettromagnetica dai segnali 5G e utilizzarla per alimentare dispositivi, trasformando di fatto le reti 5G in reti elettriche wireless.
Le comunicazioni wireless immettono molta energia nell'aria e nel corso degli anni abbiamo svolto una serie di sforzi per raccogliere questa energia.

I segnali Wi-Fi a corto raggio sono stati l'obiettivo di diversi progetti, le trasmissioni televisive e i segnali radio sono stati al centro di altri. Un dispositivo spera addirittura di aumentare la durata della batteria di uno smartphone del 30% semplicemente raccogliendo alcune delle onde radio che il telefono stesso genera.

Ma le comunicazioni 5G offrono un'opportunità completamente nuova. "Il 5G è stato progettato per comunicazioni incredibilmente veloci e a bassa latenza", si legge nell'ultimo studio del team di Georgia Tech, pubblicato sulla rivista Scientific Reports. "Per fare ciò, sono state adottate frequenze a onde millimetriche e sono state consentite densità di potenza irradiata senza precedenti dalla FCC. Inconsapevolmente, gli architetti del 5G hanno quindi creato una rete elettrica wireless in grado di alimentare dispositivi a distanze di gran lunga superiori alle capacità di qualsiasi esistente tecnologie."

La raccolta di energia a onde millimetriche è stata possibile per un po' di tempo, afferma il team, ma in molti casi non è stata pratica perché la raccolta di potenza a lungo raggio tende a richiedere grandi antenne rettificatrici e più grandi queste diventano, più stretto diventa il loro campo. Bisognerà tenere queste antenne puntate proprio verso la fonte di energia delle onde, per farle funzionare.
Il team ha risolto questo problema utilizzando un componente chiamato lente Rotman: la piastra appuntita al centro della carta.

Gli obiettivi Rotman sono utili in una vasta gamma di applicazioni con onde mm come strumento di formazione del fascio, trasformando efficacemente un singolo fascio di antenna ad angolo stretto, ampio e ad alto guadagno in una serie di fasci di antenna simultanei che coprono un angolo molto più ampio. Consentono ai sistemi radar, ad esempio, di vedere i bersagli in più direzioni senza dover ruotare o spostare il radar stesso.

Aggiungendo una lente Rotman al loro design di antenne rettificatrici, il team afferma di avere un sistema di raccolta di energia stampabile e pieghevole che può non dipendere dal suo orientamento. Riceve potenza da qualsiasi direzione ed è in grado di attirare 21 volte più potenza di "una controparte referenziata" offrendo la stessa copertura angolare.

Certo, non stiamo ancora parlando di enormi quantità di energia. Il team afferma che dovrebbe essere possibile raccogliere circa 6 microwatt a circa 180 metri da un trasmettitore 5G. Ma questa cifra sarà più che sufficiente per alimentare una serie di piccoli sensori e dispositivi, in particolare nel campo dell’Internet of Things, semplicemente raccogliendo energia che altrimenti andrebbe sprecata. E il fatto che il nuovo design di questa antenna sia stampabile, flessibile e funzioni bene anche quando è piegata significa che potrebbe essere utile anche in applicazioni indossabili.

"Ho lavorato sulla raccolta di energia per almeno sei anni e per la maggior parte di questo tempo non mi è sembrato che ci fosse una chiave per far funzionare la raccolta di energia nel mondo reale, a causa dei limiti FCC sull'emissione di potenza e focalizzazione", ha affermato Jimmy Hester, consulente di laboratorio senior e CTO e co-fondatore di Atheraxon, uno spinoff della Georgia Tech che sviluppa la tecnologia 5G RFID. "Con l'avvento delle reti 5G, questo potrebbe effettivamente funzionare e lo abbiamo dimostrato. È estremamente eccitante: potremmo un giorno sbarazzarci delle batterie".

“Il fatto è che il 5G sarà ovunque, specialmente nelle aree urbane. È possibile sostituire milioni, o decine di milioni, di batterie di sensori wireless, in particolare per smart city e applicazioni agricole intelligenti", ha affermato Emmanouil Tentzeris, professore di elettronica flessibile presso la Scuola di ingegneria elettrica e informatica della Georgia Tech.

Allo stesso modo in cui i dati hanno superato la voce per diventare il principale generatore di entrate per i fornitori di telecomunicazioni, Tentzeris prevede che l'alimentazione wireless su richiesta diventerà la prossima grande offerta di servizi nell'era del 5G.

Lo studio è apertamente disponibile in Scientific Reports.


Fonte: newatlas.com

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