Resumen:
Investigadores de la Universidad de Arkansas y la Universidad de Michigan han demostrado un recolector de energía de grafeno que utiliza campos magnéticos alrededor de líneas eléctricas de CA para alimentar sensores de temperatura de potencia ultrabaja. El sistema funciona con un consumo de energía a nivel de nanovatios, convirtiendo campos magnéticos de líneas eléctricas que de otro modo serían fácilmente ignorados en energía para pequeños dispositivos electrónicos.
El inductor de grafeno del dispositivo recoge energía del campo magnético de CA y luego el circuito convierte la señal de CA en CC para cargar el condensador; el condensador almacena la energía eléctrica para que la utilice el sensor. El equipo de investigación dijo que el inductor repone la carga más rápido de lo que el sensor consume energía, por lo que el almacenamiento de energía puede continuar manteniéndose cuando las líneas eléctricas cercanas funcionan normalmente. El estudio se centró en CA de 60 Hz, que es común en los Estados Unidos. En este estudio no se ha tenido en cuenta el rendimiento en otras frecuencias de la red.
Los investigadores estiman que si se interrumpe la energía, el condensador cargado permitirá que el sensor continúe funcionando durante al menos 24 horas, y posiblemente incluso una semana. Esta duración de la batería es una estimación realizada por el equipo en función del dispositivo actual y no es el resultado de pruebas de cortes de energía a largo plazo. El documento también señala que el sistema experimental todavía pasa por pasos iniciales únicos, incluida la precarga del condensador de almacenamiento de energía y la configuración del procesador; Aún no se ha verificado un arranque en frío totalmente autónomo.
Este trabajo fue publicado en "Vacuum Science and Technology B". El equipo también demostró previamente el uso de células solares de grafeno para alimentar sensores de temperatura. El objetivo a largo plazo es combinar varios métodos de recolección de energía ambiental, como energía solar, energía térmica, sonido, movimiento y campos electromagnéticos, de modo que la agricultura, el monitoreo ambiental, el seguimiento médico y los equipos de logística puedan reducir la necesidad de mantenimiento para el reemplazo de baterías.
El equipo de investigación prevé que este tipo de sensor pueda funcionar sin supervisión durante mucho tiempo en condiciones de baja potencia en el futuro, pero "el funcionamiento continuo durante décadas" sigue siendo el objetivo de investigación y desarrollo, no la vida útil que se ha demostrado hasta ahora. NTS Innovations, que posee la licencia de comercialización exclusiva para tecnologías relacionadas, dijo que más de 60 socios potenciales han expresado interés en realizar pruebas o integración.
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