Recolectan energía de las ondas de radio para alimentar dispositivos portátiles

Desde hornos microondas hasta conexiones Wi-Fi, las ondas de radio que impregnan el medio ambiente no son solo señales de energía consumida, sino también fuentes de energía en sí mismas.

Un equipo internacional de investigadores, dirigido por Huanyu “Larry” Cheng, Dorothy Quiggle Career Development Professor en el Departamento de Ingeniería, Ciencia y Mecánica de Penn State, ha desarrollado una forma de recolectar energía de ondas de radio para alimentar dispositivos portátiles.

Los investigadores publicaron recientemente su método en Materials Today Physics.

Según Cheng, las fuentes de energía actuales para los dispositivos portátiles de control de la salud tienen su lugar en la alimentación de los dispositivos sensores, pero cada una tiene sus contratiempos.

La energía solar, por ejemplo, solo puede recolectar energía cuando se expone al sol.

Un dispositivo triboeléctrico autoalimentado solo puede recolectar energía cuando el cuerpo está en movimiento.

“No queremos reemplazar ninguna de estas fuentes de energía actuales“, dijo Cheng.

“Estamos tratando de proporcionar energía adicional y constante“.

Los investigadores desarrollaron un sistema de antena dipolo de banda ancha extensible capaz de transmitir de forma inalámbrica datos que se recopilan de los sensores de control de la salud.

El sistema consta de dos antenas metálicas extensibles integradas en material de grafeno conductor con un revestimiento metálico.

El diseño de banda ancha del sistema le permite conservar sus funciones de frecuencia incluso cuando está estirado, doblado y retorcido.

Este sistema luego se conecta a un circuito rectificador extensible, creando una antena rectificada, o “rectenna“, capaz de convertir la energía de las ondas electromagnéticas en electricidad.

Esta electricidad se puede utilizar para alimentar dispositivos inalámbricos o para cargar dispositivos de almacenamiento de energía, como baterías y supercondensadores.

Esta rectenna puede convertir ondas de radio o electromagnéticas del entorno ambiental en energía para alimentar los módulos de detección del dispositivo, que rastrean la temperatura, la hidratación y el nivel de oxígeno del pulso.

En comparación con otras fuentes, se produce menos energía, pero el sistema puede generar energía de forma continua, una ventaja significativa, según Cheng.

“Estamos utilizando la energía que ya nos rodea, las ondas de radio están en todas partes, todo el tiempo”, dijo Cheng.

“Si no usamos esta energía que se encuentra en el medio ambiente, simplemente se desperdicia. Podemos cosechar esta energía y convertirla en energía”.

Cheng dijo que esta tecnología es un componente fundamental para él y su equipo.

Combinarla con su novedoso dispositivo inalámbrico de datos transmisibles proporcionará un componente crítico que funcionará con los módulos de sensores existentes del equipo.

“Nuestros próximos pasos serán explorar versiones miniaturizadas de estos circuitos y trabajar en el desarrollo de la capacidad de estiramiento del rectificador”, dijo Cheng.

“Esta es una plataforma en la que podemos combinar y aplicar fácilmente esta tecnología con otros módulos que hemos creado en el pasado.

Se puede ampliar o adaptar fácilmente para otras aplicaciones, y planeamos explorar esas oportunidades”.

Fuente: Penn State News