Энергия, полученная от радиоволн для питания носимых устройств
Исследователи из Департамента инженерных наук и механики штата Пенсильвания разработали способ сбора энергии радиоволн для питания носимых устройств.
По словам профессора Хуанью «Ларри» Ченга, руководителя исследования, современные источники энергии для носимых устройств мониторинга здоровья имеют свое место в питании сенсорных устройств, но у каждого из них есть свои недостатки. Например, солнечная энергия может собирать энергию только при воздействии солнца. Трибоэлектрическое устройство с автономным питанием может собирать энергию только тогда, когда тело находится в движении.
«Мы не хотим заменять ни один из этих нынешних источников энергии», - сказал Ченг. «Мы пытаемся обеспечить дополнительную постоянную энергию».
Исследователи разработали растяжимую широкополосную дипольную антенную систему, способную передавать по беспроводной сети данные, собранные с датчиков мониторинга состояния здоровья.
Система состоит из двух растягиваемых металлических антенн, интегрированных в проводящий графеновый материал с металлическим покрытием. Широкополосная конструкция системы позволяет ей сохранять свои частотные функции даже при растяжении, изгибе и скручивании. Затем эту систему подключают к растягиваемой выпрямительной схеме, создавая выпрямленную антенну или «ректенну», способную преобразовывать энергию электромагнитных волн в электричество. Это электричество, которое можно использовать для питания беспроводных устройств или для зарядки устройств хранения энергии, таких как батареи и суперконденсаторы.
Эта ректенна может преобразовывать радио или электромагнитные волны из окружающей среды в энергию для питания сенсорных модулей на устройстве, которые отслеживают температуру, гидратацию и уровень кислорода в импульсах. По сравнению с другими источниками, вырабатывается меньше энергии, но система может вырабатывать энергию непрерывно, что, по словам Ченга, является значительным преимуществом.
«Мы используем энергию, которая уже окружает нас - радиоволны везде и всегда», - сказал Ченг. «Если мы не используем эту энергию окружающей среды, она просто тратится впустую. Мы можем собрать эту энергию и преобразовать ее в силу ».
Ченг сказал, что это technology является строительным блоком для него и его команды. Объединение его с их новым устройством беспроводной передачи данных обеспечит критически важный компонент, который будет работать с существующими модулями датчиков команды.
«Нашими следующими шагами будет изучение миниатюрных версий этих схем и работа над развитием способности выпрямителя к растяжению», — сказал Ченг. «Это платформа, на которой мы можем легко комбинировать и применять эти technology с другими модулями, которые мы создали в прошлом. Его легко расширить или адаптировать для других приложений, и мы планируем изучить эти возможности».