Antena do łapania energii z powietrza
Naukowcy z Georgia Institute of Technology (Gatech) znaleźli sposób na przechwytywanie i wykorzystywanie energii emitowanej przez przekaźniki radiowe, telewizyjne, sieci komórkowe czy satelity komunikacyjne. Takie źródła energii mogą w przyszłości zasilać sieci bezprzewodowych czujników, procesory czy inne układy scalone.
- Wokół nas znajduje się dużo elektromagnetycznej energii, ale nikt nie potrafił jej wyłapać - stwierdził profesor Manos Tentzeris z Gatechu. Używamy ultraszerokopasmowej anteny, która pozwala nam korzystać z różnych sygnałów w różnych zakresach częstotliwości, znacznie zwiększając nasze możliwości zbierania energii - dodaje uczony.
Tentzeris i jego współpracownicy wykorzystują drukarkę atramentową do połączenia czujników, anten i innych urządzeń zbierających energię na papierowym lub polimerowym podłożu. Wynalazek został zaprezentowany podczas organizowanego przez Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników "Sympozjum anten i systemów propagacji".
System Tentzerisa przechwytuje częstotliwości od 100 MHz do 15 GHz, konwertuje następnie energię mikrofalową z prądu zmiennego na prąd stały i przechowuje ją w akumulatorach bądź kondensatorach. Z samych częstotliwości wykorzystywanych przez telewizję udaje się zebrać setki mikrowatów mocy. System działający w szerszym spektru może zebrać ponad miliwat. Taka ilość energii wystarczy by zasilić wiele różnych urządzeń, w tym czujniki i mikroprocesory.
Naukowcy z Gatech twierdzą, że połączenie ich wynalazku z superkondensatorami i urządzeniami pracującymi w cyklach pozwoli na zasilanie urządzeń wymagających do pracy ponad 50 miliwatów. Już w tej chwili są w stanie zasilać czujnik temperatury przechwytując fale elektromagnetyczne emitowane prze położony w odległości pół kilometra przekaźnik telewizyjny. Przygotowują też następny pokaz - chcą zaprezentować mikrokontroler, który zacznie działać po wystawieniu go na zewnątrz budynku.
Urządzenie zbierające energię ze źródeł elektromagnetycznych może pracować samo lub współpracować z innymi. W połączeniu np. z ogniwem fotowoltaicznym może w nocy doładowywać akumulatory bądź zapobiegać ich rozładowywaniu się. Może też być używane jako zasilanie awaryjne w razie nagłej awarii, może wysłać sygnał alarmowy czy uruchomić automatyczne funkcje naprawcze.
Postęp w tej dziedzinie jest bardzo szybki. Gdy Tentzeris rozpoczynał w 2006 roku prace nad obwodami drukowanymi na papierze, były one w stanie pracować na częstotliwościach 100-200 MHz. - Teraz możemy na papierze drukować obwody pracujące z pasmem do 15 GHz. Gdy są drukowane na polimerach, współpracują z pasmem 60 GHz - mówi Rushi Vyas, współpracownik Tentzerisa.
Mariusz Błoński
