Nieuw systeem benut omgevingsradiogolven voor voeding draagbare gezondheidsapparaten

Van magnetrons tot Wi-Fi-verbindingen, de radiogolven die de omgeving doordringen, zijn niet alleen signalen van verbruikte energie, maar ook bronnen van energie zelf. Onderzoekers hebben een manier ontwikkeld om energie uit radiogolven te oogsten om draagbare apparaten te voeden.

Huidige energiebronnen voor draagbare gezondheidsmonitoring-apparaten hebben hun plaats in het voeden van sensorapparaten, maar elk heeft zijn tekortkomingen. Zonne-energie kan bijvoorbeeld alleen energie oogsten wanneer blootgesteld aan de zon. Een zelfvoedend tribo-elektrisch apparaat kan alleen energie oogsten wanneer het lichaam in beweging is.

De onderzoekers ontwikkelden een uitrekbare breedband dipole-antenne-systeem dat in staat is om draadloos data over te dragen die verzameld wordt van gezondheidsmonitoring-sensoren. Het systeem bestaat uit twee uitrekbare metalen antennes geïntegreerd op geleidend grafene-materiaal met een metaalaanslag. Het breedbandontwerp van het systeem stelt het in staat om zijn frequentiefuncties te behouden zelfs wanneer gerekt, gebogen en gedraaid. Dit systeem wordt vervolgens verbonden met een uitrekbare rectifierende circuit, wat een gerechtigde antenne, of "rectenna", creëert, die in staat is om energie van elektromagnetische golven om te zetten in elektriciteit. Deze elektriciteit kan gebruikt worden om draadloze apparaten te voeden of om energielopslagapparaten zoals batterijen en supercondensators op te laden.

De rectenna kan radio-, of elektromagnetische, golven uit de omgevende omgeving omzetten in energie om de sensormodules op het apparaat te voeden die temperatuur, hydratatie en puls zuurstofniveau bijhouden. Vergeleken met andere bronnen, wordt minder energie geproduceerd, maar het systeem kan continu vermogen genereren. Het combineren van de technologie met een draadloos data-overdrachtapparaat zal een kritiek component leveren dat zal werken met de bestaande sensormodules van het team.

Volgende stappen zullen het verkennen van geminiaturiseerde versies van de circuits en het werken aan het ontwikkelen van de uitrekbaarheid van de rectifier zijn. De technologie kan eenvoudig uitgebreid of aangepast worden voor andere toepassingen.