De wereld is steeds meer in netwerken verbonden, en de ruggengraat daarvan is het Internet of Things (IoT). Dat is de verzameling van alle draadloze apparaten die we gebruiken. Denk maar aan de gadgets in ons huis, allerlei wearables voor biomedische toepassingen, en sensors op gevaarlijke en moeilijk toegankelijke plekken.
Het groeiende IoT heeft ons heel wat te bieden: landbouwmethodes die minder water en pesticiden gebruiken, bijvoorbeeld, en energiebesparende slimme meters en netwerken. Draadloze sensors houden zwakke plekken in bruggen en betonstructuren in de gaten, of detecteren of er een modderstroom of aardbeving aan zit te komen.
Tegen 2025 zullen er naar schatting 40 miljard IoT-apparaten online zijn. Het wordt dus een uitdaging vanjewelste om al die toestellen van energie te voorzien. Een oplossing die nu al in de pijplijn zit, benut de draadloze signalen die worden uitgezonden door routers en toegangspunten voor wifi. De vijfde generatie mobiele netwerken die zich momenteel aandient, tilt het potentieel van die draadloze energie naar nieuwe hoogtes.
De cellulaire signalen van 5G zullen voor het eerst in het hogere (maar nog steeds veilige) millimeterspectrum van elektromagnetische straling werken. Zo kunnen ze sneller meer informatie doorseinen. Maar er komt ook meer stralingsenergie vrij dan bij 4G. Daardoor zullen heel wat draadloze apparaten met een laag vermogen misschien nooit meer in het stopcontact hoeven op te laden.
Nog mobieler
Hoe die toestellen stroom halen uit draadloze signalen? De eerste stap in het proces is een ontvangstantenne die de energie van het draadloze signaal opvangt. Die energie gaat naar een gelijkrichtend circuit, waarin halfgeleiders ze omzetten in gelijkstroom waarmee je apparaten kan opladen of aandrijven. De combinatie van een antenne en een gelijkrichter (of omvormer) heet ook wel een ‘rectenna’. Aansluitend regelt een andere stroomkring de spanning bij, om het juiste vermogen te halen. Dat proces kost nauwelijks energie.
Wifi en 5G zijn elektromagnetische golven die zich voortplanten op een breed spectrum van golflengtes, tussen de FM-radiogolven, de microgolven en de millimetergolven. Die draadloze signalen dragen maar een kleine hoeveelheid energie, dus toestellen ermee opladen gaat langzaam. Toch bieden al heel wat start-ups de technologie aan voor thuis, op het werk en onderweg. Dankzij de mobiele telefoon raakten we bevrijd van telefoonlijnen, en kunnen we op compleet nieuwe manieren communiceren. Deze opkomende technologie zal ons nog verder bevrijden.
Schrijf je in op onze nieuwsbrief
En blijf op de hoogte van de laatste inzichten in wetenschap en technologie.