Forscher haben kürzlich eine neue metaoberflächenbasierte Antenne entwickelt, die einen wesentlichen Schritt in Richtung des Ziels darstellt, Energie aus Radiowellen zu gewinnen. Mit dieser Technologie können Benutzer Sensoren, LEDs und andere einfache Geräte mit geringem Energiebedarf über die Derzeit von Wi-Fi, Bluetooth-Übertragung usw. verwendeten Funkwellen mit drahtloser Energie versorgen.
"Durch den Wegfall von kabelgebundenen Verbindungen und Batterien können diese Antennen dazu beitragen, Kosten zu senken, die Zuverlässigkeit zu verbessern und einige elektrische Systeme effizienter zu gestalten", sagte der Leiter des Forschungsteams, Jiangfeng Zhou von der University of South Florida. "Dies wird dazu beitragen, Smart-Home-Sensoren wie Temperatur, Beleuchtung und Bewegung oder die Struktur von Gebäuden oder Brücken zu überwachen, bei denen der Wechsel von Batterien schwierig oder unmöglich sein kann."
Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in Optical Materials Express veröffentlicht.
Die Forscher berichten, dass Labortests ihrer neuen Antenne zeigen, dass sie 100 Mikrowatt Strom aus Radiowellen mit geringer Leistung ernten kann, genug, um ein einfaches Gerät mit Strom zu versorgen. Dies ist möglich, weil das Metamaterial, aus dem die Antenne hergestellt wird, eine perfekte Absorption von Radiowellen aufweist und für niedrige Intensitäten ausgelegt ist.
"Während mehr Arbeit erforderlich ist, um die Antenne zu miniaturisieren, verwendet unser Gerät Umgebungsleistungspegel, die in der realen Welt bei hoher Höhe zu finden sind Die Effizienz überschreitet die kritische Schwelle von 100 Mikrowatt ernteter Leistung. Die Technologie kann auch so abgestimmt werden, dass sie eine Quelle von Radiowellen bereitstellen kann, um Geräte im Raum mit Strom zu versorgen oder aufzuladen."
Wissenschaftler versuchen seit geraumer Zeit, Energie aus Radiowellen zu gewinnen, haben aber Schwierigkeiten, genug Energie zu bekommen, um zu funktionieren. Diese Situation ändert sich dank der Entwicklung von Metamaterialien und den ständig wachsenden Umgebungsquellen verfügbarer Hochfrequenzenergie wie Mobilfunknetze, Wi-Fi, GPS und Bluetooth-Signale.
Zhou sagte: "Mit der gewaltigen Explosion von Radiowellen-basierten Technologien wird es eine große Menge an elektromagnetischer Abfallstrahlung geben, die gesammelt werden kann. Dies, gepaart mit Fortschritten bei Metamaterialien, schafft eine reife Umgebung für neue Geräte und Anwendungen. Diese Geräte und Anwendungen können davon profitieren, diese Abfallenergie zu erfassen und zu nutzen. "
