Energie rádiových vln napájí nositelnou elektroniku

Podle zprávy [1] publikované letos v březnu Penn State (Pennsylvania State University) vyvinul tamní mezinárodní tým vědců vedený profesorem Huanyu „Larry” Chengem systém pro získávání energie z rádiových vln za účelem napájení nositelné elektroniky. Výsledky byly publikovány v odborném časopisu Materials Today Physics [2].

Rádiové vlny jsou všudypřítomné, obklopují nás prakticky ze všech stran a navíc je generují i různá zařízení v našem okolí. Nejsou to přitom jen signály určené pro spotřebu, ale samy o sobě jsou i zdrojem energie.

Stávající zdroje energie pro nositelná zařízení určená pro monitorování zdravotních funkcí, které pracují na principu energy harvesting, mají různé nevýhody. Solární zdroje mohou například získat energii pouze tehdy, když jsou vystaveny slunečnímu svitu, zatímco triboelektrické zdroje potřebují pohyb těla. Z tohoto pohledu se jeví získávání energie z rádiových vln jako nadějná cesta k zajištění nepřetržitého napájení.

Navržený zdroj sestává ze dvou pružných kovových antén vyrobených z grafenového materiálu s kovovým povlakem. Širokopásmové antény umožňují zachytit elektromagnetické vlny i při jejich roztažení, ohnutí nebo zkroucení, protože jsou umístěny přímo na pokožce lidského těla. Anténní systém je připojen na roztažný usměrňovací obvod, čímž vzniká usměrňovací anténa, tzv. „rectenna”, schopná přeměny energie z elektromagnetických vln na elektrickou. Takto vzniklá elektřina může být použita na napájení bezdrátových obvodů nebo k nabíjení baterií či superkondenzátorů.

V porovnání s jinými zdroji se zde sice generuje méně energie, ale kontinuálně, což je největší výhodou tohoto systému. V tomto konkrétním případě je získaná energie použita pro napájení modulů se senzory, které sledují teplotu, puls a hydrataci.

Vzniklý napájecí zdroj představuje pro výzkumný tým další stavební blok, který navazuje na již vyvinutý nositelný obvod pro bezdrátový přenos dat ze senzorů. Zmíněný článek [2], který popisuje provedení pružných antén a usměrňovacího obvodu je výsledkem práce celého výzkumného kolektivu. Projekt byl finančně podpořen ze zdrojů National Science Foundation, National Institutes of Health a Penn State.

Penn State [3], jak je Pennsylvania State University zkráceně nazývána, vznikla již v roce 1855, původně jako centrum vzdělávání zaměřeného na zemědělství s cílem šířit a aplikovat vědecké poznatky při hospodaření na farmách.

Odkazy:

[1] https://news.psu.edu/story/652533/2021/03/25/research/researchers-harvest-energy-radiowaves-power-wearable-devices

[2] www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542529321000389

[3] www.psu.edu