Energie die wordt gewonnen uit radiogolven om draagbare apparaten van stroom te voorzien

Onderzoekers van het Penn State Department of Engineering Science and Mechanics hebben een manier ontwikkeld om energie uit radiogolven te oogsten om draagbare apparaten van stroom te voorzien

Volgens professor Huanyu "Larry" Cheng, die het onderzoek leidde, hebben de huidige energiebronnen voor draagbare apparaten voor gezondheidsbewaking hun plaats in het voeden van sensorapparaten, maar elk heeft zijn nadelen. Zonne-energie kan bijvoorbeeld alleen energie oogsten als ze wordt blootgesteld aan de zon. Een zelfaangedreven tribo-elektrisch apparaat kan alleen energie oogsten als het lichaam in beweging is.

"We willen geen van deze huidige stroombronnen vervangen", zei Cheng. "We proberen aanvullende, consistente energie te leveren."

De onderzoekers hebben een rekbaar breedband-dipoolantennesysteem ontwikkeld dat in staat is om draadloos gegevens te verzenden die worden verzameld via sensoren voor gezondheidsmonitoring.

Het systeem bestaat uit twee rekbare metalen antennes geïntegreerd op geleidend grafeen met een metalen coating. Het breedbandontwerp van het systeem zorgt ervoor dat het zijn frequentiefuncties behoudt, zelfs wanneer het uitgerekt, gebogen en gedraaid is. Dit systeem wordt vervolgens verbonden met een rekbaar gelijkrichtcircuit, waardoor een gelijkgerichte antenne of "rectenna" wordt gecreëerd die in staat is energie van elektromagnetische golven om te zetten in elektriciteit. Deze elektriciteit kan worden gebruikt om draadloze apparaten van stroom te voorzien of om energieopslagapparaten op te laden, zoals batterijen en supercondensatoren.

Deze rectenna kan radio- of elektromagnetische golven uit de omgeving omzetten in energie om de detectiemodules op het apparaat van stroom te voorzien, die de temperatuur, hydratatie en het zuurstofpulsniveau volgen. In vergelijking met andere bronnen wordt er minder energie geproduceerd, maar het systeem kan continu stroom opwekken - wat volgens Cheng een aanzienlijk voordeel is.

"We gebruiken de energie die ons al omringt - radiogolven zijn overal en altijd," zei Cheng. “Als we deze energie uit de omgeving niet gebruiken, wordt ze gewoon verspild. We kunnen deze energie oogsten en omzetten in kracht. "

Cheng zei dat dit technologie is een bouwsteen voor hem en zijn team. Door het te combineren met hun nieuwe draadloze overdraagbare data-apparaat, ontstaat een kritieke component die zal werken met de bestaande sensormodules van het team.

"Onze volgende stappen zullen het onderzoeken van geminiaturiseerde versies van deze circuits zijn en het werken aan de ontwikkeling van het rekvermogen van de gelijkrichter", aldus Cheng. “Dit is een platform waar we dit makkelijk kunnen combineren en toepassen technologie met andere modules die we in het verleden hebben gemaakt. Het is gemakkelijk uit te breiden of aan te passen voor andere toepassingen, en we zijn van plan die mogelijkheden te verkennen.”