Resumo:
Pesquisadores da Universidade de Arkansas e da Universidade de Michigan demonstraram um coletor de energia de grafeno que usa campos magnéticos ao redor de linhas de energia CA para alimentar sensores de temperatura de consumo ultrabaixo. O sistema opera com consumo de energia no nível de nanowatts, convertendo campos magnéticos de linhas de energia facilmente ignorados em energia para pequenos dispositivos eletrônicos.
O indutor de grafeno no dispositivo coleta energia do campo magnético CA e, em seguida, o circuito converte o sinal CA em CC para carregar o capacitor; o capacitor armazena a energia elétrica para uso pelo sensor. A equipe de pesquisa disse que o indutor reabastece a carga mais rápido do que o sensor consome energia, de modo que o armazenamento de energia pode continuar a ser mantido quando as linhas de energia próximas estiverem operando normalmente. O estudo se concentrou em 60 Hz AC, comum nos Estados Unidos. O desempenho em outras frequências da rede não foi contabilizado neste estudo.
Os pesquisadores estimam que se a energia for interrompida, o capacitor carregado permitirá que o sensor continue operando por pelo menos 24 horas, e possivelmente até uma semana. A duração da bateria é uma estimativa feita pela equipe com base no dispositivo atual e não é o resultado de testes de queda de energia de longo prazo. O artigo também aponta que o sistema experimental ainda passa por etapas iniciais únicas, incluindo a pré-carga do capacitor de armazenamento de energia e a configuração do processador; uma partida a frio totalmente autônoma ainda não foi verificada.
Este trabalho foi publicado em "Ciência e Tecnologia de Vácuo B". A equipe também demonstrou anteriormente o uso de células solares de grafeno para alimentar sensores de temperatura. O objetivo de longo prazo é combinar vários métodos de captação de energia ambiental, como energia solar, energia térmica, som, movimento e campos eletromagnéticos, para que a agricultura, o monitoramento ambiental, o rastreamento médico e os equipamentos de logística possam reduzir a necessidade de manutenção para substituição de baterias.
A equipe de pesquisa prevê que este tipo de sensor pode operar sem supervisão por um longo tempo sob condições de baixa potência no futuro, mas "operação contínua por décadas" ainda é o objetivo de pesquisa e desenvolvimento, e não a vida útil comprovada até agora. A NTS Innovations, que detém a licença exclusiva de comercialização de tecnologias relacionadas, disse que mais de 60 potenciais parceiros manifestaram interesse em testes ou integração.
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