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Des fours à micro-ondes aux connexions Wi-Fi, les ondes radio qui imprègnent l’environnement ne sont pas seulement des signaux d’énergie, mais ils sont aussi des sources d’énergie en elles-mêmes. Une équipe internationale de chercheurs, dirigée par Huanyu « Larry » Cheng, a mis au point un moyen de capter l’énergie des ondes radio pour alimenter des appareils portables.

Capter l’énergie des ondes radio

Selon M. Cheng, les sources d’énergie actuelles pour les dispositifs de surveillance de la santé, ont leur place dans l’alimentation des capteurs, mais chacune a ses inconvénients. L’énergie solaire, par exemple, ne peut produire de l’énergie que lorsqu’elle est exposée au Soleil. Un dispositif triboélectrique autoalimenté ne peut récolter de l’énergie que lorsque le corps est en mouvement.

« Nous ne voulons remplacer aucune de ces sources d’énergie actuelles », a déclaré M. Cheng. « Nous essayons de fournir une énergie supplémentaire et constante ». Les chercheurs ont mis au point un système d’antenne dipôle extensible à large bande capable de transmettre sans fil les données recueillies par des capteurs de surveillance de la santé. Ce système se compose de deux antennes métalliques extensibles intégrées sur un matériau de graphène conducteur avec un revêtement métallique.

La conception à large bande du système lui permet de conserver ses fonctions de fréquence même lorsqu’il est étiré, plié et tordu. Ce système est ensuite connecté à un circuit redresseur étirable, créant ainsi une antenne redressée, capable de convertir l’énergie des ondes électromagnétiques en électricité. Cette électricité peut être utilisée pour alimenter des dispositifs sans fil ou pour charger des dispositifs de stockage d’énergie, tels que des batteries et des supercondensateurs.

Il peut générer de l’énergie en continu

Ce système peut convertir les ondes radio, ou électromagnétiques, de l’environnement ambiant en énergie pour alimenter les modules de détection du dispositif, qui suivent la température, l’hydratation et le niveau d’oxygène pulsé. Par rapport à d’autres sources, la quantité d’énergie produite est moindre, mais ce système peut générer de l’énergie en continu – un avantage considérable, selon M. Cheng.

« Nous utilisons l’énergie qui nous entoure – les ondes radio sont partout, tout le temps », a déclaré Cheng. « Si nous n’utilisons pas cette énergie présente dans l’environnement, elle est tout simplement gaspillée. Nous pouvons récolter cette énergie et la rectifier pour la transformer en énergie. »

M. Cheng a déclaré que cette technologie est une pierre angulaire pour lui et son équipe. En la combinant avec leur nouveau dispositif de transmission de données sans fil, ils obtiendront un composant essentiel qui fonctionnera avec les modules de capteurs existants de l’équipe.

Concevoir des versions miniaturisée

« Nos prochaines étapes consisteront à explorer des versions miniaturisées de ces circuits et à travailler sur le développement de l’extensibilité du redresseur », a déclaré Cheng. « Il s’agit d’une plateforme où nous pouvons facilement combiner et appliquer cette technologie avec d’autres modules que nous avons créés dans le passé. Elle est facilement extensible ou adaptée à d’autres applications, et nous prévoyons d’explorer ces possibilités. »

Cette recherche a été publiée dans Materials Today Physics.

Source : Pennsylvania State University
Crédit photo : Pexels