L'énergie récupérée des ondes radio pour alimenter les appareils portables
Des chercheurs du département des sciences de l'ingénierie et de la mécanique de l'État de Penn ont mis au point un moyen de récupérer l'énergie des ondes radio pour alimenter des appareils portables.
Selon le professeur Huanyu «Larry» Cheng, qui dirige la recherche, les sources d'énergie actuelles pour les dispositifs portables de surveillance de la santé ont leur place dans l'alimentation des capteurs, mais chacune a ses inconvénients. L'énergie solaire, par exemple, ne peut récolter de l'énergie que lorsqu'elle est exposée au soleil. Un appareil triboélectrique auto-alimenté ne peut récolter de l'énergie que lorsque le corps est en mouvement.
«Nous ne voulons remplacer aucune de ces sources d'énergie actuelles», a déclaré Cheng. «Nous essayons de fournir une énergie supplémentaire et cohérente.»
Les chercheurs ont développé un système d'antenne dipôle à large bande extensible capable de transmettre sans fil des données collectées à partir de capteurs de surveillance de la santé.
Le système se compose de deux antennes métalliques extensibles intégrées sur un matériau en graphène conducteur avec un revêtement métallique. La conception à large bande du système lui permet de conserver ses fonctions de fréquence même lorsqu'il est étiré, plié et tordu. Ce système est ensuite connecté à un circuit redresseur extensible, créant une antenne redressée, ou «rectenne», capable de convertir l'énergie des ondes électromagnétiques en électricité. Cette électricité peut être utilisée pour alimenter des appareils sans fil ou pour charger des appareils de stockage d'énergie, tels que des batteries et des supercondensateurs.
Cette rectenne peut convertir les ondes radio ou électromagnétiques de l'environnement ambiant en énergie pour alimenter les modules de détection de l'appareil, qui suivent la température, l'hydratation et le niveau d'oxygène pulsé. Par rapport à d'autres sources, moins d'énergie est produite, mais le système peut produire de l'électricité en continu - ce qui est un avantage significatif, selon Cheng.
«Nous utilisons l'énergie qui nous entoure déjà - les ondes radio sont partout, tout le temps», a déclaré Cheng. «Si nous n'utilisons pas cette énergie présente dans l'environnement ambiant, elle est tout simplement gaspillée. Nous pouvons récolter cette énergie et la redresser en puissance. »
Cheng a dit que ceci sans souci est une pierre angulaire pour lui et son équipe. Le combiner avec leur nouveau dispositif de données transmissibles sans fil fournira un composant essentiel qui fonctionnera avec les modules de capteurs existants de l'équipe.
"Nos prochaines étapes consisteront à explorer des versions miniaturisées de ces circuits et à travailler au développement de la capacité d'étirement du redresseur", a déclaré Cheng. « Il s'agit d'une plateforme où nous pouvons facilement combiner et appliquer ces sans souci avec d'autres modules que nous avons créés dans le passé. Il est facilement étendu ou adapté à d’autres applications, et nous prévoyons d’explorer ces opportunités.