2022-02-11 12:48:22
Drahtlose Kommunikation sendet eine Menge Energie in die Luft, und im Laufe der Jahre haben wir über eine Reihe von Bemühungen berichtet, diese Energie zu ernten. Wi-Fi-Signale mit kurzer Reichweite waren das Ziel mehrerer Projekte, TV-Übertragungen und Radiosignale standen im Fokus anderer. Ein Gerät hofft sogar, die Lebensdauer eines Smartphone-Akkus um 30 Prozent zu verlängern, indem es einen Teil der Radiowellen aufnimmt, die das Telefon selbst erzeugt.
Aber die 5G-Kommunikation bietet eine ganz neue Möglichkeit. "5G wurde für blitzschnelle und latenzarme Kommunikation entwickelt", heißt es in der neuesten Studie des Georgia Tech-Teams, die in der Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlicht wurde. "Um dies zu erreichen, wurden mm-Wellen-Frequenzen eingeführt und von der FCC beispiellos hohe abgestrahlte Leistungsdichten zugelassen. Unwissentlich haben die Architekten von 5G damit ein drahtloses Stromnetz geschaffen, das in der Lage ist, Geräte mit Reichweiten zu versorgen, die weit über die Fähigkeiten aller bestehenden Technologien hinausgehen."
Das Team löste dieses Problem mit einer Komponente namens Rotman-Linse - die stachelig aussehende Platte in der Mitte der Karte. Rotman-Linsen sind in einer Reihe von mm-Wellen-Anwendungen als Strahlformungswerkzeug praktisch, da sie effektiv einen einzelnen, großen Antennenstrahl mit hoher Verstärkung und kleinem Winkel in eine Reihe von gleichzeitigen Antennenstrahlen verwandeln, die einen viel größeren Winkel abdecken.
Sie ermöglichen es beispielsweise Radarsystemen, Ziele in mehreren Richtungen zu sehen, ohne dass das Radargerät selbst gedreht oder bewegt werden muss.
Durch das Hinzufügen einer Rotman-Linse zu ihrem Rectenna-Design hat das Team nach eigenen Angaben nun ein druckbares, biegsames Energy-Harvesting-System, das richtungsunabhängig ist, Energie aus jeder Richtung empfängt und in der Lage ist, 21-mal so viel Energie aufzunehmen wie ein referenziertes Gegenstück", das die gleiche Winkelabdeckung bietet.
Das Team sagt, dass es möglich sein sollte, etwa 6 Mikrowatt in einer Entfernung von etwa 180 Metern von einem 5G-Sender zu empfangen.
"Ich arbeite seit mindestens sechs Jahren an Energy Harvesting auf konventionellem Weg, und die meiste Zeit schien es so, als gäbe es keinen Schlüssel, um Energy Harvesting in der realen Welt funktionieren zu lassen, wegen der FCC-Grenzwerte für die Leistungsabgabe und die Fokussierung", sagte Jimmy Hester, Senior Lab Advisor und CTO und Mitbegründer von Atheraxon, einem Georgia Tech-Spinoff, das 5G-RFID-Technologie entwickelt. "Mit dem Aufkommen von 5G-Netzwerken könnte dies tatsächlich funktionieren und wir haben es demonstriert.
Das ist extrem aufregend - wir könnten die Batterien loswerden."
"Tatsache ist, dass 5G überall sein wird, besonders in städtischen Gebieten. Man kann Millionen oder Dutzende Millionen Batterien von drahtlosen Sensoren ersetzen, insbesondere für Smart-City- und Smart-Agriculture-Anwendungen", sagte Emmanouil Tentzeris, Professor für flexible Elektronik an der School of Electrical and Computer Engineering der Georgia Tech. https://newatlas.com/energy/5g-energy-harvesting-wireless-power/?fbclid=IwAR3rQADdyImAGBI9_5xCqFON0mvlo_N4z4S4_XMfhYWD0W7J2ZGxEH4PjTQ
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