L’antenna che raccoglie energia dall’aria è diventata realtà

I ricercatori hanno sviluppato una nuova antenna basata sulla meta superficie. Questo lavoro rappresenta un passo importante per rendere pratica la raccolta di energia dalle onde radio, come quelle utilizzate nelle reti di telefonia cellulare o nelle connessioni Bluetooth. 

La tecnologia potrebbe potenzialmente fornire alimentazione wireless a sensori, LED e altri dispositivi semplici con bassi requisiti energetici.

L’antenna che fa risparmiare

Lo scopo di questa antenna, dicono gli esperti, sarà quello di ridurre i costi, migliorare l’affidabilità e rendere alcuni sistemi elettrici più efficienti. Tutto questo solo eliminando le connessioni cablate e le batterie. I ricercatori riferiscono che i test di laboratorio della loro nuova antenna hanno dimostrato che può raccogliere 100 micro watt di potenza, sufficienti per alimentare dispositivi semplici.

Tutto ciò è stato possibile grazie al metamateriale usato per realizzare l’antenna: questo, infatti, mostra un perfetto assorbimento delle onde radio ed è stato progettato per funzionare con basse intensità. Sebbene sia necessario più lavoro per miniaturizzare l’antenna, il dispositivo garantisce un’alta efficienza utilizzando i livelli di potenza ambientale trovati nel mondo reale.

Un’antenna che raccoglie energia dall’aria

Gli scienziati hanno cercato di catturare energia dalle onde radio per un bel po’ di tempo, ma è stato difficile ottenerne abbastanza in passato. Oggi le cose stanno cambiando, grazie allo sviluppo di metamateriali e al numero sempre crescente di fonti ambientali di energia a radiofrequenza disponibili, come reti di telefonia cellulare, Wi-Fi, segnali GPS e Bluetooth. Con l’aumento di tutte queste tecnologie ci saranno molte emissioni elettromagnetiche di rifiuti che potrebbero essere raccolte.

I metamateriali utilizzano strutture piccole e attentamente progettate per interagire con la luce e le onde radio, in modi che i materiali naturali non fanno. Per realizzare l’antenna di energy harvesting, i ricercatori hanno utilizzato un metamateriale progettato per un elevato assorbimento delle onde radio. Questo consente una tensione più elevata di fluire attraverso il diodo del dispositivo. Ciò ha migliorato la sua efficienza nel trasformare le onde radio in potenza, in particolare a bassa intensità.

I livelli di potenza ambientale

Per i test di laboratorio del dispositivo, i ricercatori hanno misurato la quantità di energia raccolta modificando la potenza e la frequenza di una sorgente radio tra 0,7 e 2,0 GHz. Hanno dimostrato la capacità di raccogliere 100 micro watt di potenza dalle onde radio con un’intensità di soli 0,4 microwatt per centimetro quadrato. Hanno fatto una prova anche posizionando un telefono cellulare molto vicino all’antenna durante una telefonata, osservando che era stata catturata abbastanza energia per alimentare un LED durante la chiamata.

Poiché l’attuale versione dell’antenna è molto più grande della maggior parte dei dispositivi che potenzialmente alimenterebbe, i ricercatori stanno lavorando per renderla più piccola. Vorrebbero anche fare una versione che potrebbe raccogliere energia da più tipi di onde radio contemporaneamente in modo da catturarne di più!