Trådløs genopladning: En fuldstændig ledig fremtid kommer

Selv om dagene med hardwired vægmonterede telefoner slutter og trådløse internetforbindelser er almindelige hjemme og på farten, er folk stadig afhængige af ledninger til opladning af deres mobile enheder. Min forskning, og for andre på området, arbejder på visionen om at fjerne strømledninger ved at genoplade batterier trådløst.

Banebrydende elingeniør Nikola Tesla forestillede sig først at sende elektricitet gennem luften uden ledninger i 1890'erne. Princippet svarer til, hvordan et radiosignal kommer fra radiostationen til din modtager - elektricitet omdannes til elektromagnetiske bølger, der, når de kommer til deres destination, omdannes til elektriske signaler. Et trådløst opladningssystem skulle dog sende og modtage meget mere energi end et radiosignal.

Hidtil har et stort problem været, hvor lidt strøm der er i stand til at krydse lige korte afstande på nogle få centimeter mellem senderen og modtageren. Kommercielt tilgængelige trådløse opladere kræver, at brugerne placerer deres telefoner direkte på en ladestik løfter dem op, som når man besvarer et telefonopkald, stopper opladningen. Mens forskere og industriens ingeniører udvikler planer for at overføre magt over længere afstande, er det endnu ikke muligt at genoplade en elbil simpelthen ved at parkere den over en ladestik i fortovet på et motorvejssted eller hjemme garage.

Yderligere fremskridt kan være vigtige: Tænk på en patient, der aldrig behøvede at have udskiftet sin pacemaker batteri eller et vejsystem, der kunne oplade elektriske køretøjer, mens de kører. Røgdetektorer må måske aldrig få brug for deres batterier udskiftet; installation af en ny lampe i et hjem kunne være lige så nemt som at hænge et billede - og det ville ikke længere være en bekymring at finde den nærmeste stikkontakt.

Få justering lige højre

Forbindelsen mellem en strømforsyning og en modtager er afgørende for, hvor meget elektricitet kan flytte fra den ene til den anden. Ideelt - og mest effektivt - den frekvens, som strømmen overføres til, svarer til en naturlig resonansfrekvens for modtageren. Det er ligesom, når lastbiler går forbi dit hus: Nogle af dem vibrerer i den rigtige frekvens for at rattle dine vinduer, men andre lastbiler glider forbi med knapt en lyd.

For trådløs opladning er en vigtig udfordring at sikre, at senderen og modtageren er opstillet korrekt. Hvis de ikke er, kan deres frekvenser måske ikke matche præcist, idet mængden af ​​magt overføres betydeligt - eller endda til nul.

Vores forskningsgruppe arbejder på at udvikle elektroniske komponenter til opladere, der kan justeres - ligesom tuning af en radio - indtil resonansfrekvenserne passer op. Systemer, der kan indstilles - eller endnu bedre, der kan bemærke alene, når sendere og modtagere ikke er nøjagtigt justeret og justerer sig automatisk - bliver meget mere effektive.

For eksempel, hvis en elektrisk parkeringsplads på toppen af ​​en batterioplader, ideelt set ville strømmodtageren og senderen være perfekt, i stand til at resonere ved samme frekvens. Hvis føreren parkeres i en vinkel, dog eller for langt frem eller tilbage, vil transmissionen ikke være så effektiv. I så fald registrerer enheden, at strømmen ikke overføres som forventet, og kan justere komponenterne for at variere frekvensen af ​​transmissionen for at gøre det bedre.

Vores arbejde er i overensstemmelse med anden forskning på andre universiteter, udvikling af hurtigopladningsbatterier og højstyrkekontrolelektronik til forbedring af effektivitet og strømtæthed til hurtig opladning. Det tager tid for alle, der arbejder for at bære frugt, der gør det til kommercielle markeder, men der kommer en virkelig trådløs fremtid.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation by Shashank Priya. Læs den oprindelige artikel her.