如今,无线充电只不过是高端智能手机或昂贵电动牙刷的一种噱头。但一种可以在房间里任何地方为设备充电的新方法,可能有一天会让不受束缚的工厂成为可能,在那里,机器无需电缆供电。

随着我们使用的小工具数量的稳步增长,我们生活空间中凌乱的电缆和充电器的数量也在不断增加。这激发了人们对无线充电系统越来越多的兴趣,但它们工作的距离非常短,而且它们仍然需要插到插座上。所以,最终,它们的作用很小。

然而现在,研究人员已经发明了一种方法,可以在房间的任何地方为小型电子设备无线供电。这需要对房间本身进行相当大的改造,但该团队表示,它最终可能被用于为从工厂的移动机器人到人体的医疗植入物等一切东西提供动力。

“这真的提升了无处不在的计算世界的能力,”密歇根大学的Alanson Sample说,在新闻发布会上说.“你可以把电脑放在任何地方,而不用担心充电或插电。”

努力远距离的光束能量通常都是用微波来传输的。但这种方法需要大型天线和瞄准系统。它们也会给有人类存在的空间带来风险,因为微波会损害生物组织。

商业无线充电器依靠电流通过电线充电线圈来产生磁场,磁场会在安装在你想要充电的设备上的电线接收线圈中产生电流。然而,这种方法只能在很短的距离内起作用——大约等于充电线圈的直径。

新方法概述在电子性质它的工作原理类似,但本质上把整个房间变成了一个巨大的磁性充电器,让房间内任何有接收线圈的设备都能获得电力。

为了建造这个系统,Sample和来自东京大学的同事们在房间的墙壁、地板和天花板上安装了导电铝板,并在中间插入了一根大铜杆。然后,他们安装了一种叫做集总电容器的设备,在每个面板的中间和极点的中心水平排列。

集总电容排列在无线充电室的铝壁上。图片来源:东京大学

当电流通过面板时,它会被引导到电容器中,产生磁场,磁场会渗透到100平方英尺的房间,并为其中的任何设备提供50瓦的电力。

重要的是,电容器还将潜在的有害电场隔离在其内部。结果,该团队表明,该系统没有超过联邦通信委员会(FCC)的电磁能量暴露指南。

这实际上是这项技术的第二个化身。样本首先引入了这个想法2017年的一篇论文《公共科学图书馆•综合》在迪斯尼工作的时候。但最新的研究解决了早期工作的一个关键限制。之前,该系统产生了一个单一的磁场,围绕中心极点旋转,导致正方形房间的角落出现死点。新的装置同时产生两个磁场,一个围绕磁极旋转,另一个集中在磁壁附近。

通过这种方式,研究人员能够在98%的房间中实现50%以上的充电效率,而在之前的迭代中,只有5.75%的房间。他们还发现,如果他们只依赖第二个磁场,他们可以移除阻碍极,仍然可以在房间的大部分地方获得合理的充电(除了正中位置)。

虽然这是一个显著的改进,但这仍然意味着平均有50%的电源从墙上的插座输出被浪费了。这种低效率是无线充电普遍存在的问题调查OneZero去年发现的。

该报告称,鉴于日常设备充电所需的电量很小,不太可能对大多数用户的电费产生特别显著的影响。但在全社会范围内,这可能是巨大的能源浪费和不必要的碳排放来源。

这只是一个原型,考虑到第一个和第二个版本之间的效率的显著提高,这个效率差距可以被缩小。一个更紧迫的问题可能是在墙壁上安装大量铝板来改造建筑物的成本和复杂性。

事实上,研究人员就是这样同时解决两个问题.“我们刚刚开发了一种全新的技术。现在我们必须弄清楚如何让它变得实用。”桑普尔说科学美国人

不过,尽管这种无缝无线充电在短期内不会普及,但这项技术可能很快就会被用于小众领域,比如电动工具的充电柜。研究人员认为,最终,它可能会让未来的工厂无需使用电缆。

图片来源:东京大学

我是一名自由科技作家,住在印度班加罗尔。我主要感兴趣的领域是工程、计算机和生物学,特别关注这三者之间的交叉。

遵循Edd: