研究人员从无线电波中获取能量为可穿戴设备供电
从微波炉到 Wi-Fi 连接，渗透到环境中的无线电波不仅是消耗能量的信号，而且本身也是能量来源。由宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系 Dorothy Quiggle 职业发展教授 Huanyu “Larry” Cheng 领导的国际研究团队开发了一种从无线电波中收集能量为可穿戴设备供电的方法。
研究人员最近在《今日材料物理学》上发表了他们的方法。
据 Cheng 介绍，当前用于可穿戴健康监测设备的能源在为传感器设备供电方面占有一席之地，但每种能源都有其挫折。例如，太阳能只能在暴露在阳光下时才能收集能量。自供电摩擦电设备只能在身体运动时收集能量。
“我们不想更换任何现有的电源，”程说。“我们正在努力提供额外的、一致的能量。”
研究人员开发了一种可伸缩的宽带偶极子天线系统，能够无线传输从健康监测传感器收集的数据。该系统由两个可拉伸的金属天线组成，这些天线集成在具有金属涂层的导电石墨烯材料上。该系统的宽带设计使其即使在拉伸、弯曲和扭曲时也能保持其频率功能。然后将该系统连接到可拉伸的整流电路，形成整流天线或“整流天线”，能够将能量从电磁波转换为电能。这种电力可用于为无线设备供电或为能量存储设备充电，例如电池和超级电容器。
这种整流天线可以将来自周围环境的无线电波或电磁波转换为能量，为设备上的传感模块供电，这些模块跟踪温度、水合作用和脉冲氧气水平。与其他来源相比，产生的能量较少，但该系统可以持续发电——这是一个显着的优势，Cheng 表示。
“我们正在利用我们周围已经存在的能量——无线电波无时无刻不在，”程说。“如果我们不使用在周围环境中发现的这种能量，它就会被浪费掉。我们可以收集这种能量并将其转化为电能。”
程说，这项技术是他和他的团队的基石。将其与他们新颖的无线传输数据设备相结合，将提供一个与团队现有传感器模块配合使用的关键组件。
“我们的下一步将是探索这些电路的小型化版本，并致力于开发整流器的可拉伸性，”Cheng 说。“这是一个平台，我们可以轻松地将这项技术与我们过去创建的其他模块结合和应用。它可以轻松扩展或适应其他应用程序，我们计划探索这些机会。”
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新能源
2021-06-07
