Energie, die aus Radiowellen gewonnen wird, um tragbare Geräte mit Strom zu versorgen

Aktualisierung: 30. März 2021

Energie, die aus Radiowellen gewonnen wird, um tragbare Geräte mit Strom zu versorgen

Energie, die aus Radiowellen gewonnen wird, um tragbare Geräte mit Strom zu versorgen

Forscher des Penn State Department für Ingenieurwissenschaften und Mechanik haben einen Weg entwickelt, Energie aus Radiowellen zu gewinnen, um tragbare Geräte mit Strom zu versorgen

Laut Professor Huanyu „Larry“ Cheng, der die Forschung leitete, haben aktuelle Energiequellen für tragbare Geräte zur Gesundheitsüberwachung ihren Platz in der Stromversorgung von Sensorgeräten, aber jedes hat seine Rückschläge. Solarenergie kann beispielsweise nur dann Energie gewinnen, wenn sie der Sonne ausgesetzt ist. Ein auto-triboelektrisches Gerät mit eigener Stromversorgung kann nur dann Energie gewinnen, wenn der Körper in Bewegung ist.

"Wir wollen keine dieser aktuellen Stromquellen ersetzen", sagte Cheng. "Wir versuchen, zusätzliche, beständige Energie bereitzustellen."

Die Forscher haben ein dehnbares Breitband-Dipolantennensystem entwickelt, mit dem Daten, die von Sensoren zur Gesundheitsüberwachung erfasst werden, drahtlos übertragen werden können.

Das System besteht aus zwei dehnbaren Metallantennen, die mit einer Metallbeschichtung auf leitfähigem Graphenmaterial integriert sind. Das Breitbanddesign des Systems ermöglicht es, seine Frequenzfunktionen auch beim Dehnen, Biegen und Verdrehen beizubehalten. Dieses System wird dann mit einem dehnbaren Gleichrichterkreis verbunden, wodurch eine gleichgerichtete Antenne oder "Gleichrichtung" erzeugt wird, die Energie aus elektromagnetischen Wellen in Elektrizität umwandeln kann. Dieser Strom kann zur Stromversorgung von drahtlosen Geräten oder zum Laden von Energiespeichern wie Batterien und Superkondensatoren verwendet werden.

Diese Rectenna kann Funk- oder elektromagnetische Wellen aus der Umgebung in Energie umwandeln, um die Sensormodule am Gerät mit Strom zu versorgen, die Temperatur, Flüssigkeitszufuhr und Puls-Sauerstoffgehalt verfolgen. Im Vergleich zu anderen Quellen wird weniger Energie erzeugt, aber das System kann kontinuierlich Strom erzeugen - was laut Cheng ein erheblicher Vorteil ist.

"Wir nutzen die Energie, die uns bereits umgibt - Radiowellen sind überall und jederzeit", sagte Cheng. „Wenn wir diese Energie aus der Umgebung nicht nutzen, wird sie einfach verschwendet. Wir können diese Energie ernten und in Strom umwandeln. “

Cheng sagte das dies Technologie ist ein Baustein für ihn und sein Team. Die Kombination mit dem neuartigen drahtlos übertragbaren Datengerät stellt eine wichtige Komponente dar, die mit den vorhandenen Sensormodulen des Teams zusammenarbeitet.

„Unsere nächsten Schritte werden darin bestehen, miniaturisierte Versionen dieser Schaltkreise zu erforschen und an der Entwicklung der Dehnbarkeit des Gleichrichters zu arbeiten“, sagte Cheng. „Dies ist eine Plattform, auf der wir dies einfach kombinieren und anwenden können Technologie mit anderen Modulen, die wir in der Vergangenheit erstellt haben. Es lässt sich leicht erweitern oder für andere Anwendungen anpassen, und wir planen, diese Möglichkeiten zu erkunden.“