L’idea di alimentare dispositivi elettronici indossabili e sensori connessi a Internet con energia derivata dalle vibrazioni non è nuova ed è in continua evoluzione. Oggi alla conferenza ISSCC2020, gli sviluppatori francesi due chip promettenti per raccogliere e accumulare elettricità da vibrazioni costanti e d'urto.
Due documenti del centro ricerche CEA-Leti rivelano la struttura di due microcircuiti per estrarre energia elettrica dalle vibrazioni. Un chip utilizza un metodo piezoelettrico per estrarre energia, mentre l'altro si basa sull'oscillazione di un magnete in una bobina elettrica. In entrambi i casi, il sistema di accumulo e generazione di energia è integrato nei chip e non presenta elementi di progettazione esterni, consentendo alla soluzione di essere facilmente integrata in qualsiasi elettronica adatta.
Il trasduttore piezoelettrico è dotato di un circuito per la regolazione dinamica della frequenza di risonanza. Questa soluzione ha permesso di ampliare del 446% la gamma delle frequenze di oscillazione in cui viene generata l'elettricità. Secondo CEA-Leti, nessuno è ancora riuscito a raggiungere questo obiettivo. L'efficienza raggiunge il 94% e l'indicatore di tracciamento del punto di potenza massima () può essere 30 nW.
Naturalmente, i circuiti di controllo del chip del generatore sono alimentati dall'elettricità che producono. Il consumo totale del chip è di 1 µW, mentre la raccolta di energia dallo spazio circostante (vibrazioni) varia da 100 µW a 1 mW.
Il secondo chip basato su un magnete oscillante e una bobina mostra un'efficienza end-to-end ancora maggiore, fino al 95,9%. Ciò che è importante è che i materiali utilizzati per realizzare questa soluzione siano accessibili ed economici. Il coefficiente di estrazione di energia dalle vibrazioni costanti raggiunge il 210% e dalle vibrazioni d'urto - 460%. Sarebbe interessante vedere tutto questo sotto forma di implementazione commerciale, ma di questo non si sa ancora nulla.
Fonte: 3dnews.ru