Venäläiset tutkijat ovat kehittäneet erittäin tehokkaan langattoman sähkönsiirtojärjestelmän. Sitä voidaan käyttää huoneiden luomiseen, joissa matkapuhelimet ja tabletit ladataan automaattisesti "ilmasta".
1900-luvun alussa Nikola Tesla testasi ensin sähkön langattoman siirron mahdollisuuksia, mutta viime aikoihin asti tekniikkaa ei käytännössä käynyt tai parannettu.
Vuonna 2007 Massachusettsin teknillisen instituutin (MIT) tutkijaryhmä kokeili uudelleen WPT-tekniikkaa: he käynnistivät 60 watin hehkulampun kahden metrin etäisyydeltä. Sähkönsiirtotehokkuus oli 45 prosenttia.
Myöhemmin tekniikkaa yritettiin toistuvasti miettiä ja parantaa etenkin energian kuljettamisen tehokkuutta "ilman kautta".
Samojen periaatteiden pohjalta venäläisten tutkijoiden ryhmä, jota johtavat Polina Kapitanova Pietarin kansallisesta tietotekniikan, mekaniikan ja optiikan tutkimusyliopistosta ja Elizaveta Nenasheva Girikondin tutkimuslaitoksesta, ovat luoneet parannetun langattoman voimansiirtojärjestelmän, joka perustuu resonanssiviestintään. Tämän menetelmän tehokkuus on numeeristen simulaatioiden mukaan 80 prosenttia 20 senttimetrin etäisyydellä, ja se vähenee hieman etäisyyden kasvaessa.
Selitetään sellaisen järjestelmän yleinen toimintaperiaate. Ensimmäinen kuparikäämi siirtää energiaa toiseen kelaan, joka toimii sen kanssa samalla resonanssitaajuudella, samoin kuin oopperalaulaja voi välittää äänellä tarpeeksi energiaa lasin murtamiseksi (äänen resonanssitaajuus on sama kuin aluksen tuhoava taajuus).
Yleensä magneettikenttiä käytetään energian siirtoon, koska ne ovat heikossa vuorovaikutuksessa useimpien ympäröivien esineiden, mukaan lukien ihmiskehon, kanssa.
Venäläiset tutkijat ovat hiukan muuttaneet alun perin kehitettyä järjestelmää. Joten tavallisten magneettikäämien sijaan käytetään erityisiä dielektrisiä resonaattoreita keraamisten pallojen muodossa, joilla on korkea dielektrisyysvakio. Tällaiset keraamiset pallot voivat vähentää siirtoenergian häviöitä ja siten lisätä tehokkuutta.
Mainosvideo:
Lisäksi materiaalilla, josta palloja valmistetaan, on korkea taitekerroin, mikä tarkoittaa, että pallojen sähkömagneettiset aallot hidastuvat huomattavasti. Tämä ominaisuus auttaa parantamaan magneettista resonanssia ja sen seurauksena lisäämään energiansiirron tehokkuutta entisestään.
Toinen innovaatio häviöiden vähentämiseksi ja tehokkuuden lisäämiseksi: siirtyminen korkeamman asteen resonanssitaajuuteen. "Ehdotamme magneettisen kvadrupolimenetelmän käyttämistä magneettisen dipolimenetelmän sijasta", Kapitonova kertoi Phys.org -haastattelussa. Ne eroavat muodostuneen magneettikentän muodosta ja voimakkuudesta.
On huomattava, että tässä tapauksessa lähettimen ja vastaanottimen ei tarvitse olla kohdistettu tarkasti toisiinsa paremman energiansiirron aikaansaamiseksi.
Lisäämme, että muilla objekteilla, jotka ovat "lataushuoneessa", on täysin erilaiset resonanssitaajuudet, joiden vuoksi ne eivät pysty vastaanottamaan lähetettyä energiaa. Näin ollen tällainen yleinen lataus on turvallinen ympäröiville esineille.
Venäjän tutkijat suunnittelevat tulevaisuudessa käytännölliseen käyttöön resonaattorien koon pienentämistä.”Pyrimme parhaillaan luomaan ja kokeellisesti tutkimaan WPT-järjestelmän seuraavan version näytettä. Olemme kehittäneet uusia keraamisia resonaattoreita, joiden dielektrisyysvakio on suurempi. Uskomme, että tämä prototyyppi tulee olemaan hyvin lähellä käytännöllistä käyttöä”, lisää Kapitonova.
Tieteellisen lehden Applied Physics Letters artikkeli kertoo tutkimuksesta yksityiskohtaisesti.
Huomaa, että tutkijat ovat jo pitkään yrittäneet parantaa matkapuhelimen latausprosessia, jota ilman kukaan nykyaikainen ihminen ei voi tehdä. Joten kiinalaiset kehittäjät ovat luoneet laitteen, joka lataa älypuhelimen valolla.