Новая антенна эффективно добывает энергию из радиоволн

Инженеры из Университета Южной Флориды разработали новую антенну на основе метаповерхностей, способную улавливать радиоволны типа тех, которые используются в сотовой связи или в Bluetooth-устройствах. Такая система может стать источником беспроводной энергии для маломощных датчиков, светодиодов и другой простой электроники, которой трудно или невозможно регулярно менять батарейки.

Ученые пытаются получать электричество из радиоволн довольно давно, но пока безуспешно, по крайней мере, в больших количествах. Однако благодаря появлению метаматериалов и все большему количеству источников — мобильных телефонов, сигналов Wi-Fi, GPS и Bluetooth — ситуация меняется.

Метаматериалы используют небольшие, тщательно спроектированные структуры для взаимодействия со светом и радиоволнами, чего не происходит с природными материалами. Для изготовления антенны, собирающей энергию, исследователи использовали метаматериал, разработанный для сильного поглощения радиоволн и позволяющий более высокому напряжению проходить через диод устройства. Это повысило его эффективность при преобразовании радиоволн в энергию, особенно при низкой интенсивности, рассказывает Phys.org.

Новая антенна создана из метаматериала с высокой степенью поглощения радиоволн. Лабораторные испытания новой антенны показали, что прототип размером 16 на 16 см собирает 100 мВт энергии волн интенсивностью всего 0,4 мВт/см2 — это хватит, чтобы питать простые устройства от радиоволн малой мощности.

«Мы также положили мобильный телефон рядом с антенной во время звонка и собрали достаточно энергии, чтобы запитать светодиод на время разговора, — сказал Чжоу Цзянфэн, руководитель проекта. — Хотя практичнее было бы улавливать энергию от сотовых вышек, этот пример наглядно иллюстрирует возможности антенны».

Поскольку нынешняя версия антенны намного больше, чем большинство устройств, которые она в состоянии питать, разработчики собираются уменьшить ее. А также работают над созданием модели, способной собирать энергию из множества видов радиоволн одновременно.

Ученые из США изготовили в прошлом году эластичную широкополосную вибраторную антенну, способную без проводов передавать данные, которые собирают медицинские датчики. Система состоит из двух металлических антенн, интегрированных на проводящий одноатомный материал графен с металлическим покрытием.