System gewinnt Energie aus Funkwellen, um tragbare Geräte mit Strom zu versorgen

Von Mikrowellenherden bis hin zu Wi-Fi-Verbindungen, die Funkwellen, die die Umgebung durchdringen, sind nicht nur Signale für den Energieverbrauch, sondern auch selbst Energiequellen. Forscher haben eine Möglichkeit entwickelt, Energie aus Funkwellen zu gewinnen, um tragbare Geräte mit Strom zu versorgen.

Aktuelle Energiequellen für tragbare Gesundheitsüberwachungsgeräte haben ihren Platz in der Stromversorgung von Sensorgeräten, aber jede hat ihre Nachteile. Solarenergie zum Beispiel kann nur dann Energie gewinnen, wenn sie der Sonne ausgesetzt ist. Ein triboelektrisches Gerät mit eigener Stromversorgung kann nur dann Energie gewinnen, wenn der Körper in Bewegung ist.

Die Forscher entwickelten ein dehnbares Breitband-Dipolantennensystem, das in der Lage ist, Daten, die von Gesundheitsüberwachungssensoren gesammelt werden, drahtlos zu übertragen. Das System besteht aus zwei dehnbaren Metallantennen, die auf leitfähigem Graphenmaterial mit einer Metallbeschichtung integriert sind. Das Breitbanddesign des Systems ermöglicht es ihm, seine Frequenzfunktionen auch bei Dehnung, Biegung und Verdrehung beizubehalten. Dieses System wird dann mit einer dehnbaren Gleichrichterschaltung verbunden, wodurch eine gleichgerichtete Antenne oder „Rectenna“ entsteht, die Energie aus elektromagnetischen Wellen in Elektrizität umwandeln kann. Dieser Strom kann verwendet werden, um drahtlose Geräte mit Strom zu versorgen oder Energiespeichergeräte wie Batterien und Superkondensatoren aufzuladen.

Die Rectenna kann Funk- oder elektromagnetische Wellen aus der Umgebung in Energie umwandeln, um die Sensormodule auf dem Gerät mit Strom zu versorgen, die Temperatur, Hydratation und Pulssauerstoffgehalt verfolgen. Im Vergleich zu anderen Quellen wird weniger Energie produziert, aber das System kann kontinuierlich Strom erzeugen. Die Kombination der Technologie mit einem drahtlos übertragbaren Datengerät wird eine entscheidende Komponente bereitstellen, die mit den bestehenden Sensormodulen des Teams funktioniert.

In den nächsten Schritten werden miniaturisierte Versionen der Schaltungen untersucht und an der Entwicklung der Dehnbarkeit des Gleichrichters gearbeitet. Die Technologie kann einfach erweitert oder für andere Anwendungen angepasst werden.