科学家展望更便宜、更环保的无线供电物联网连接

2023-01-04 13:34:06 来源：cnBeta

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基于无线供电的电子产品大面积普及后可以实现更便宜、更环保的物联网。KAUST领导的一个国际团队建议，依靠替代性半导体材料（如可打印的有机物、纳米碳配位体和金属氧化物）的新兴形式的薄膜设备技术可以为经济和环境上更可持续的物联网（IoT）作出贡献。

物联网将对日常生活和许多行业产生重大影响。它通过互联网和其他传感和通信网络，连接并促进各种形状和大小的众多智能物体之间的数据交换--如远程控制的家庭安全系统、配备了探测道路上障碍物的传感器的自动驾驶汽车，以及温度控制的工厂设备。预计到下个十年，这个蓬勃发展的超网络将达到数万亿台设备，从而提高部署在其平台上的传感器节点的数量。

目前用于为传感器节点供电的方法依赖于电池技术，但电池需要定期更换，随着时间的推移，成本高昂且对环境有害。而且，目前全球用于电池材料的锂的产量可能跟不上传感器数量膨胀带来的日益增长的能源需求。

无线供电的传感器节点可以通过使用所谓的能量采集器，如光伏电池和射频（RF）能量采集器等技术，从环境中汲取能量，帮助实现可持续的物联网。大面积的电子器件可能是实现这些电源的关键。

KAUST校友Kalaivanan Loganathan与Thomas Anthopoulos和同事一起，评估了各种大面积电子技术的可行性及其提供生态友好、无线供电物联网传感器的潜力。

大面积电子技术最近作为传统硅基技术的一个有吸引力的替代方案出现，这要归功于基于溶液的加工的重大进展，它使设备和电路更容易在灵活的大面积基材上打印。它们可以在低温下和可生物降解的基材（如纸）上生产，这使得它们比硅基的同类产品更环保。

"多年来，Anthopoulos的团队已经开发了一系列的射频电子元件，包括被称为肖特基二极管的金属氧化物和有机聚合物基半导体器件。"Loganathan说："这些器件是无线能量采集器的关键部件，最终决定了传感器节点的性能和成本。"

KAUST团队的主要贡献包括制造射频二极管的可扩展方法，以采集达到5G/6G频率范围的能量。Anthopoulos说："这样的技术为在不久的将来以更可持续的方式为数十亿的传感器节点供电提供了所需的构建模块。"

Loganathan补充说，该团队正在研究这些低功耗设备与天线和传感器的单片集成，以展示其真正的潜力。

关键词：电子技术环境保护无人驾驶我的第一