Forskere høster energi fra radiobølger – kan drive sensorer og dioder

Radiobølger, som i dag bruges til telekommunikation, er i sin essens energi. Den energi kan bruges til trådløst at drive enheder med lavt strømforbrug såsom sensorer og lysdioder, viser ny forskning.

Det er ikke nyt, at forskere har forsøgt at indfange energien fra radiobølger, men udfordringen har været at få nok energi til, at det kan bruges. Nye teknologier ser dog ud til at gøre store fremskridt på området.

Læs også: Fremtidens teknologi vil ændre vores liv – her er alle de nye teknologier under udvikling

Særligt metamateriale omdanner radiobølger til strøm

Forskere fra University of South Florida har senest gjort brug af såkaldte metamaterialer. Det er en betegnelse for materialer, der er designet til at have egenskaber, som ikke kan findes i naturligt forekommende materialer. Den anden udvikling, der skaber fremgang i forskningen inden for området, er det stigende antal enheder, som gør brug af radiofrekvenser, blandt andet smartphones, Wi-Fi, GPS og Bluetooth.

“Med den enorme eksplosion i radiobølgebaserede teknologier vil der være en masse elektromagnetiske emissioner, der kan indsamles. Dette, kombineret med fremskridt inden for metamaterialer, har skabt et modent miljø for nye enheder og applikationer, der kan drage fordel af at indsamle denne spild-energi og bruge den,” siger Jiangfeng Zhou, der leder forskningsholdet, som netop har udgivet resultaterne i tidsskriftet Optical Materials Express.

Det særlige ved den nye løsning er, at forskerne har designet antennen af et metamateriale, som absorberer en stor mængde radiobølger, og som tillader brug af en højere spænding. Dermed er antennen mere effektiv til at omdanne radiobølger til strøm, særligt ved lav styrke.

Høster 100 mikrowatt strøm fra radiobølger

Modtagerantennen, som kan ses til højre på billedet øverst i artiklen, måler 16 x 16 centimeter. Testen foregik ved, at forskerne ændrede den udsendte frekvens fra en sendeantenne til venstre på billedet med skiftende frekvenser fra 0,7 til 2,0 GHz.

Forskerne fandt frem til, at det er muligt at høste 100 mikrowatt strøm fra radiobølger, der udsendes med en effekt på kun 0,4 mikrowatt per kvadratcentimeter. Det svarer ifølge forskerne til styrken i de radiobølger, der udsendes fra en telemast ved 100 meters afstand.

Skal gøres væsentligt mindre

Forskerne står dog over for en udfordring, før produktet kan bruges til at drive temperatur-, lys- og bevægelsessensorer samt lysdioder. Antennen med metaoverfladen er markant større end de små enheder, som den skal levere strøm til. Forskerne arbejder derfor på at udvikle en mindre udgave.

Der arbejdes også på en udgave, der kan indsamle energi fra flere forskellige typer af radiofrekvenser samtidig, hvilket vil gøre det muligt at samle mere energi.

Læs også: Nyheder om fremtidens teknologi