根据30日发表在英国杂志《自然电子学》上的一项研究,日本科学家报道了一种为房间内任何地方的小型电子设备无线充电的方法。这种方法可以用来建造小型充电柜、无线充电室,甚至无人工厂,设备可以在其中无电线运行。
多模准静态空腔谐振器利用墙体内导电表面的多向分散电流,将房间改造成无线能量传输系统。
图片来源:《自然电子学》在线版
在能源向用电负荷的能量传输过程中,是通过无线传输代替传统的有线传输,即无线能量传输来实现的。现有的实现方法包括:辐射技术(通过独特的接收器接收空气中的辐射能量)、电感耦合技术(通过直接接触传输能量)、转换技术(从环境中收集能量)和磁共振技术(使两个物体以相同的频率共振)。目前的无线传输技术可以用来给智能手机、电动牙刷等小型电子产品充电。然而,这些系统基本上要求这些设备保持静止,并且与充电底座或充电板的距离保持在几厘米以内。
日本东京大学的坂口拓哉(Sakaguchi Takuya)和他的同事开发了一种技术,通过利用墙壁中导电表面的多向分散电流,将房间改造成无线能量传输系统。这项技术被称为“多模准静态腔谐振器”(MQCR),它可以在整个房间(3m3m2m)产生三维磁场,并能有效地与电子设备(如智能手机、灯泡或风扇)上的小接收线圈结合来传输功率。
目前,接收线圈需要与磁场保持适当的角度才能达到最大效率,但在房间各部分和移动设备中的能量传输效率仍可超过37.1%。研究小组认为,这种方法比以前的方法(如现有的基于线圈的发射器)提供了更大的灵活性。
笹川和合著者还探索了该系统的安全性,特别是在手术过程中有多少能量可以被生物组织吸收。发现他们的结果符合联邦通信委员会和电气电子工程师协会制定的标准。
研究团队预计,这种房间大小的安全无线能量传输可以为工业和个人生活空间中的电子设备提供广泛的电源应用。