Rusští vědci vyvinuli vysoce účinný bezdrátový přenosový systém. Může být použit k vytvoření místností, kde budou mobilní telefony a tablety účtovány automaticky „ze vzduchu“.
Na začátku 20. století Nikola Tesla nejprve testoval možnosti bezdrátového přenosu elektřiny, ale donedávna se tato technologie prakticky nevyužívala ani zlepšovala.
V roce 2007 tým vědců z Massachusetts Institute of Technology (MIT) znovu vyzkoušel technologii WPT: zapnuli 60 wattovou žárovku ze vzdálenosti dvou metrů. Účinnost přenosu energie byla 45 procent.
Později se tato technika opakovaně pokoušela přehodnotit a zlepšit zejména zvýšení účinnosti dodávek energie „vzduchem“.
Na základě stejných principů vytvořili tým ruských vědců vedených Polinou Kapitanovou z Petrohradského národního výzkumného ústavu informačních technologií, mechaniky a optiky a Elizavetou Nenashevou z Výzkumného ústavu Girikond zlepšený bezdrátový systém přenosu energie založený na rezonanční komunikaci. Účinnost této metody je podle numerických simulací 80 procent ve vzdálenosti 20 centimetrů a s rostoucí vzdáleností mírně klesá.
Vysvětlíme obecný princip fungování takového systému. První měděná cívka přenáší energii do druhé cívky, která s ní pracuje při stejné rezonanční frekvenci, stejně jako operní zpěvák může svým hlasem vysílat dostatek energie k rozbití skla (rezonanční frekvence hlasu se shoduje s frekvencí, která ničí loď).
K přenosu energie se obvykle používá magnetická pole, protože slabě interagují s většinou okolními objekty, včetně lidského těla.
Ruští vědci mírně upravili původně vyvinutý systém. Místo běžných magnetických cívek se proto používají speciální dielektrické rezonátory ve formě keramických koulí s vysokou dielektrickou konstantou. Takové keramické koule mohou snížit ztráty energie přenosu a tím zvýšit účinnost.
Propagační video:
Kromě toho má materiál, ze kterého jsou koule vyrobeny, vysoký index lomu, což znamená, že elektromagnetické vlny v koulích jsou značně zpomaleny. Tato funkce pomáhá zlepšit magnetickou rezonanci a v důsledku toho dále zvyšuje účinnost přenosu energie.
Další inovace ke snížení ztrát a zvýšení efektivity: přechod na rezonanční frekvenci vyššího řádu. "Doporučujeme použít spíše metodu magnetického kvadrupólu než metodu magnetického dipólu," řekla Kapitonová v rozhovoru s fyz.org. Liší se tvarem a silou generovaného magnetického pole.
Je třeba poznamenat, že v tomto případě nemusí být vysílač a přijímač přesně vyrovnány, aby byl zajištěn lepší přenos energie.
Dodáváme, že další objekty, které budou v „dobíjecí místnosti“, mají zcela odlišné rezonanční frekvence, díky nimž nebudou moci přijímanou přenášenou energii přijímat. V souladu s tím bude takové univerzální nabíjení bezpečné pro okolní objekty.
Ruští vědci plánují v budoucnu pro praktické použití zmenšit velikost rezonátorů. „V současné době pracujeme na vytvoření a experimentálním studiu vzorku další verze systému WPT. Vyvinuli jsme nové keramické rezonátory s vyšší dielektrickou konstantou. Věříme, že tento prototyp bude velmi blízko praktickému použití, “dodává Kapitonova.
Článek ve vědeckém časopise Applied Physics Letters vypráví o výzkumu podrobně.
Všimněte si, že vědci se již dlouho snaží vylepšit proces nabíjení mobilního telefonu, bez kterého nemůže žádný moderní člověk udělat. Čínští vývojáři tedy vytvořili zařízení, které nabíjí smartphone světlem.