Mengumpulkan Energi Dari Gelombang Radio Ke Perangkat Elektronik Yang Dapat Dipakai

Sebuah tim peneliti internasional, yang dipimpin oleh Huanyu “Larry” Cheng, Profesor Pengembangan Karir Dorothy Quiggle di Departemen Teknik dan Teknik Mesin Penn State, telah mengembangkan antena yang dapat diregangkan dan sistem pengumpulan yang mengumpulkan energi dari gelombang radio di lingkungan sekitar untuk memberi daya pada perangkat portabel. Kredit: Larry Cheng, Penn State

Dari oven microwave hingga koneksi Wi-Fi, gelombang radio yang menembus lingkungan tidak hanya merupakan sinyal energi yang dikonsumsi tetapi juga merupakan sumber energi yang sama. Sebuah tim peneliti internasional, yang dipimpin oleh Huanyu “Larry” Cheng, Profesor Pengembangan Karir Dorothy Quiggle di Departemen Teknik dan Teknik Mesin Negara Bagian Penn, telah mengembangkan cara untuk mengumpulkan energi dari gelombang, radio untuk menyalakan perangkat portabel.

Peneliti baru-baru ini mempublikasikan metode mereka di Fisika Material Saat Ini.

Menurut Cheng, sumber daya saat ini untuk perangkat pemantauan kesehatan portabel memiliki tempatnya di catu daya perangkat sensor, tetapi masing-masing memiliki perbedaan. Energi matahari, misalnya, hanya dapat mengumpulkan energi saat terkena matahari. Perangkat tribolistrik self-propelled dapat mengumpulkan energi hanya saat tubuh sedang bergerak.

“Kami tidak ingin mengganti salah satu sumber energi saat ini,” kata Cheng. “Kami berusaha memberikan energi ekstra dan konsisten.”

Para peneliti telah mengembangkan sistem antena dipol broadband yang dapat diperluas yang mampu mentransmisikan data secara nirkabel yang dikumpulkan oleh sensor pengawasan kesehatan. Sistem ini terdiri dari dua antena logam yang dapat diperpanjang yang terintegrasi dalam konduktor graphene bahan dengan lapisan logam. Desain broadband sistem memungkinkannya untuk mempertahankan fungsi frekuensinya bahkan ketika direntangkan, ditekuk, dan dipelintir. Sistem ini kemudian dihubungkan ke sirkuit penyearah yang diperpanjang, membuat antena yang diperbaiki, atau “penyearah”, yang mampu mengubah energi dari gelombang elektromagnetik menjadi listrik. Listrik ini dapat digunakan untuk menyalakan perangkat nirkabel atau untuk mengisi daya perangkat penyimpanan energi, seperti baterai dan superkapasitor.

Penyearah ini dapat mengubah gelombang radio, atau gelombang elektromagnetik, dari energi sekitar menjadi energi untuk memberi daya pada modul deteksi perangkat, yang memantau suhu, hidrasi, dan tingkat oksigen pulsa. Menanggapi sumber lain menghasilkan lebih sedikit energi, tetapi sistem dapat menghasilkan energi secara terus menerus – keuntungan yang signifikan, menurut Cheng.

“Kami sudah menggunakan energi yang mengelilingi kami – gelombang radio selalu ada di mana-mana,” kata Cheng. “Jika kita tidak menggunakan energi yang ada di lingkungan ini, itu akan sia-sia. Kita dapat mengambil energi ini dan memperbaikinya menjadi tenaga.”

Cheng berkata bahwa teknologi ini adalah fondasi bagi dirinya dan timnya. Kombinasi dengan perangkat transmisi nirkabel barunya menyampaikan komponen penting yang bekerja dengan modul sensor tim yang ada.

“Langkah kami selanjutnya adalah mengeksplorasi versi miniatur dari sirkuit ini dan bekerja pada pengembangan ekstensibilitas penyearah,” kata Cheng. “Ini adalah platform tempat kami dapat dengan mudah menggabungkan dan menerapkan teknologi ini dengan modul lain yang kami buat di masa lalu. Ini mudah diperluas atau diadaptasi untuk aplikasi lain, dan kami berencana untuk mengeksplorasi peluang tersebut.”

Referensi: “Antena dipol pita lebar yang dapat diperpanjang dan bujursangkar untuk pengumpulan energi RF” oleh
Jia Zhu, Zhihui Hu, Chaoyun Song, Ning Yi, Zhaozheng Yu, Zhendong Liu, Shangbin Liu, Mengjun Wang, Michael Gregory Dexheimer, Jian Yang dan Huanyu Cheng, 5 Maret 2021, Fisika Material Saat Ini.
DOI: 10.1016 / j.mtphys.2021.100377

Artikel ini disusun bersama Jia Zhu, yang memperoleh gelar doktor di bidang sains dan teknik mesin dari Penn State pada tahun 2020; Zhihui Hu, mantan profesor tamu ilmu teknik dan mekanik di Penn State dan profesor saat ini di Universitas Teknologi Wuhan di Cina; Chaoyun Song, asisten profesor di Sekolah Teknik dan Ilmu Fisika di Universitas Heriot-Watt di Skotlandia; Ning Yi, yang meraih gelar doktor di bidang ilmu teknik dan mesin dari Penn State pada tahun 2020; Zhaozheng Yu, yang memperoleh gelar master di bidang sains dan teknik mesin dari Penn State pada 2019; Zhendong Liu, mantan mahasiswa pascasarjana di bidang ilmu teknik dan mesin di Penn State; Shangbin Liu, seorang mahasiswa pascasarjana di bidang sains dan teknik mesin di Penn State; Mengjun Wang, profesor di Sekolah Elektronika dan Ilmu Komputer? Teknik di Universitas Teknologi Hebei di Cina; Michael Gregory Dexheimer, yang memperoleh gelar master di bidang sains dan teknik mesin dari Penn State pada tahun 2020; dan Jian Yang, seorang profesor teknik biomedis di Penn State.

Dukungan untuk pekerjaan ini telah disediakan oleh National Foundation for Science; Institut Jantung, Paru-paru dan Darah Nasional dari Institut Kesehatan Nasional; dan Penn State.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

36 galaksi kerdil secara bersamaan memiliki “baby boom” bintang baru

Penemuan tak terduga Rutgers menantang teori modern tentang bagaimana galaksi tumbuh, dan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Penulis: Universitas Rutgers-New Brunswick Sungguh...

Banyak pasien dengan COVID-19 menghasilkan respons imun yang menyerang jaringan dan organ mereka sendiri.

Sebuah studi yang dipimpin oleh University of Birmingham, yang didanai oleh Konsorsium Imunologi Coronavirus Inggris, menemukan bahwa banyak pasien dengan COVID-19 menimbulkan respons kekebalan...

Sains mudah dibuat: apa itu neutrino steril?

Neutrino steril adalah jenis neutrino khusus yang telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil eksperimen yang tidak terduga, tetapi belum ditemukan secara pasti. Para...

Kekeringan jangka panjang mengambil alih AS bagian barat – Tanah dan tanaman berjatuhan

5 Juni 2021 Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda sebagian besar wilayah Amerika Serikat dari Pegunungan Rocky hingga Pantai Pasifik. Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda...

Energi matahari dan angin dapat meredakan konflik di sekitar bendungan Renaisans Ethiopia di timur laut Afrika

Megaplatinum terletak di Ethiopia, dekat perbatasan dengan Sudan. Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Afrika. Penulis: © Google Sebuah studi baru...

Newsletter

Subscribe to stay updated.