Trådløs opplading: En helt trådløs framtid kommer

Selv om dagene med hardwired veggmonterte telefoner slutter og trådløse internettforbindelser er vanlige hjemme og på farten, er folk fortsatt avhengige av ledninger for å lade opp sine mobile enheter. Min forskning, og den av andre i feltet, arbeider mot visjonen om å fjerne strømledninger ved å lade batteriene trådløst.

Banebrytende ingeniør Nikola Tesla forestilte først å sende strøm gjennom luften uten ledninger på 1890-tallet. Prinsippet ligner på hvordan et radiosignal kommer fra radiostasjonen til mottakeren din - elektrisitet konverteres til elektromagnetiske bølger som omdannes til elektriske signaler når de kommer til bestemmelsesstedet. Et trådløst ladesystem vil imidlertid måtte overføre og motta mye mer energi enn et radiosignal.

Hittil har et stort problem vært hvor lite strøm det er mulig å krysse like korte avstander av noen få centimeter mellom sender og mottaker. Kommercielt tilgjengelige trådløse ladere krever at brukerne plasserer telefonene direkte på en ladestasjon. løfter dem opp, som når du svarer på en samtale, stopper lading. Mens forskere og industriingeniører utvikler planer for å overføre kraft over lengre avstander, er det ikke mulig å lade opp en elektrisk bil bare ved å parkere den over en ladestasjon i fortauet til et motorvei eller hjemgarasje.

Ytterligere fremskritt kan være betydelig: Tenk på en pasient som aldri trengte å få sitt pacemakerbatteri erstattet eller et veisystem som kunne lade elektriske kjøretøy som de kjører. Røykvarslere trenger aldri igjen å bytte ut batteriene; å installere en ny lampe i et hjem kan være like enkelt som å henge et bilde - og å finne nærmeste stikkontakt ville ikke lenger være en bekymring.

Få justering akkurat

Forbindelsen mellom en strømforsyning og en mottaker er avgjørende for hvor mye elektrisitet kan bevege seg fra den ene til den andre. Ideelt - og mest effektivt - frekvensen som strømmen overføres til, stemmer overens med en naturlig resonansfrekvens på mottakeren. Det er som om lastebiler går forbi huset ditt: Noen av dem vibrerer i riktig frekvens for å rattle dine vinduer, men andre lastebiler glir forbi med knapt en lyd.

For trådløs lading er en viktig utfordring å sørge for at senderen og mottakeren er lined opp riktig. Hvis de ikke er, kan frekvensene deres ikke samsvares nøyaktig, og det blir kraftig overført kraftig - eller til og med null.

Vår forskningsgruppe jobber med å utvikle elektroniske komponenter av ladere som kan justeres - som tuning av en radio - til resonansfrekvensene stemmer overens. Systemer som kan stilles inn - eller enda bedre, som kan se på seg selv når sendere og mottakere ikke akkurat er justert og stiller seg automatisk - vil bli mye mer effektive.

For eksempel, hvis en elektrisk parkeringsplass på toppen av en batterilader, ideelt sett vil strømmottakeren og senderen være perfekt, i posisjon til å resonere ved samme frekvens. Hvis føreren parkeres i en vinkel, skjønt, eller for langt frem eller tilbake, vil overføringen ikke være like effektiv. I så fall føler enheten at strømmen ikke overføres så vel som forventet, og kan justere komponentene for å variere frekvensen av overføringen for å gjøre det bedre.

Arbeidet vårt vil samsvare med annen forskning ved andre universiteter, utvikle hurtigladende batterier og høystyrkekontrollelektronikk for å forbedre effektiviteten og kraften tettheten for rask lading. Det vil ta tid for alle som jobber med å bære frukt som gjør det til kommersielle markeder, men en virkelig trådløs fremtid kommer.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation by Shashank Priya. Les den opprinnelige artikkelen her.