In pochi anni, il numero dei devices connessi alla Internet of Things supererà i 75 miliardi. Ma si trattta di un numero destinato a crescere esponenzialmente nel prossimo ventennio. Tuttavia, l’avere a disposizione un mondo totalmente interconnesso, con tutte le informazioni che cerchiamo a portata di mano comporta a volte un prezzo elevato, espresso dal concetto di consumo di energia. Attualmente molti dei sistemi connessi alla cosiddetta Internet of Things sono alimentati da connessioni fisiche alla rete energetica; tuttavia una porzione significativa di essi utilizza batterie,  e questo in alcuni casi rappresernta un problema.

Per prima cosa, le batteie hanno un impatto ambientale, tanto durante il processo di produzione quanto nel momento in cui vengono gettate via anziché essere riciclate. In secondo luogo, le batterie devono comunque essere ricaricate o cambiate quando terminano l’energia accumulata. Ciò rende la configurazione remota di array di sensori un vero incubo. Infine, il loro costo è elevato, ed è difficile reperirle in alcune zone remote.

Le ultime ricerche condotte nell’ambito dei photovoltaic-powered sensors potrebbe ridurre drasticamente la necessità di batterie sui sensori locati in posizioni remote. Il risultato sarebbe stato ottenuto grazie alla combinazione di un film sottile di cellule di perovskite e l’utilizzo di tags RFID decisamente a buon mercato da utilizzare come raccogliori di energia.

Da WIkipedia:

Una perovskite solar cell (PSC), o cella solare in perovskite, è un tipo di cella solareche include un composto strutturato in perovskite , tipicamente  un composto chimico ibrido organico-inorganico, o un materiale basato su un alogenuro di stagno, come supporto attivo per la raccolta della luce. I materiali in Perovskite sono economici e semplici da produrre.

Le celle in Perovskite sono caratterizzate dal basso costo di produzione, dalla flessibilità che consente di crearle in rotoli, facilitando così la produzione di massa. E, elemento ancora più importante, diversamente dalle celle solari tradizionali, che richiedono pieno sole per produrre sufficiente energia, le celle in Perovskite sono in grado di operare anche in condizioni di scarsa luminosità, come le giornate nuvolose, e persino in interni, con condizioni di luce artificiale.

Le celle sono sufficientemente efficienti da garantire l’alimentazione di un semplice circuito per il monitoraggio della temperatura e trasmettere i dati ad un ricevutore IoT connesso a 5 metri di distanza. I sensori basati su celle solari tradizionali richiedono celle di maggior misura, e sono in grado di trasmettere dati al massimo verso ricevitori posti ad un metro di distanza. Questo significa che sarà possibile instalalre un array di sensori in un ambiente qualsiasi, a patto di avere nel raggio di 5 metri almeno un ricevitore. In tal caso, le informazioni potranno essere scaricate sul device IoT per essere analizzato remotamente dai ricercatori. Si può facilmente immaginare una schiera di sensori per temperatuura, gas e movimenti sismici installati nelle vicinanze di un vulcano per monitorarne le attività. La base station potrebbe essere a 5 metri di distanza, in una posizione sicura, con un uplink satellitare verso la strutture IoT di rilancio diretta verso gli scienziati posti a miglia di distanza.

Sai Nithin Kantareddy, un dottorando del MIT Auto-ID Laboratory, ha dichiarato che

Nel prossimo futuro potrebbero coesistere miliardi di sensori attorno a noi. In tale scala, avremmo bisogno di un elevatissimo numero di batterie, oggetti da ricaricare di continuo. Ma sarebbe del tutto diverso se ciascuno di tali sensori si potesse autoalimentare attraverso la luce ambientale! Sarebbe davvero possibile installarli e dimenticarli lì per mesi o addirittura anni. Questo lavoro consiste praticamente nel costruire tag RFID avanzati che utilizzino raccoglitori di energia per un vasto numero di applicazioni.

I materiali in perovskite utilizzati hanno un potenziale incredibile in qualità di raccoglitori di luce ambientale interna. Il passo successivo consisterà nell’integrare queste stesse tecnologie utilizzando metodi di stampa elettronica, per abilitare la manifattura di sensori wireless low-cost.

I prototipi attualmente funzionanti sono stati tutti progettati per il riconsocimento delle temperature, ma la squadra di ricerca progetta già di aggiungere sensori più legati all’ambiente, come umidità, pressione, vibrazione e persino controllori dell’inquinamento atmosferico. Ciò garantirebbe un micro-monitoraggio degli impianti chimici, siti di stoccaggio di scorie nucleari, e finanche una rete eterogenea di monitor attorno alla città, per tenere sotto controllo il livello di inquinamento giornaliero.

Source: http://news.mit.edu/2019/photovoltaic-rfid-sensors-iot-0927