Trådlös laddning: En helt sladdlös framtid kommer

Fastigheterna för hårdvarvade väggmonterade telefoner slutar och trådlösa internetanslutningar är vanliga hemma och på resande fot är folk fortfarande beroende av sladdar för att ladda sina mobila enheter. Min forskning och den som är på fältet, arbetar mot visionen att ta bort strömkablarna genom att ladda batterier trådlöst.

Banbrytande elingenjör Nikola Tesla tänkte först att överföra elektricitet genom luften utan ledningar på 1890-talet. Principen liknar hur en radiosignal kommer från radiostationen till din mottagare - elektricitet omvandlas till elektromagnetiska vågor som, när de kommer till deras destination, omvandlas tillbaka till elektriska signaler. Ett trådlöst laddningssystem skulle dock behöva sända och ta emot mycket mer energi än en radiosignal.

Hittills har ett stort problem varit hur liten effekt kan korsa lika korta avstånd av några centimeter mellan sändare och mottagare. Kommersiellt tillgängliga trådlösa laddare kräver att användarna placerar sina telefoner direkt på en laddningsplatta. lyfter upp dem, som när du besvarar ett telefonsamtal, stoppar laddningen. Medan forskare och industritekniker utvecklar planer för att överföra makt över längre avstånd, är det ännu inte möjligt att ladda en elbil helt enkelt genom att parkera den ovanför en laddningsplatta i trottoaren på ett motorvägsställe eller hemgarage.

Ytterligare framsteg kan vara viktiga: Tänk på en patient som aldrig behövde få sitt pacemakerbatteri byt eller ett vägsystem som skulle kunna ladda elektriska fordon när de kör. Rökdetektorer behöver aldrig behöva byta ut sina batterier; Att installera en ny lampa i ett hem kan vara lika enkelt som att hänga en bild - och att hitta närmaste eluttag skulle inte längre vara oroande.

Få justering precis rätt

Anslutningen mellan en sändare och en mottagare är avgörande för hur mycket el kan flytta från den ena till den andra. Idealt - och mest effektivt - frekvensen som överföres på, motsvarar mottagarens naturliga resonansfrekvens. Det är som om lastbilar går i ditt hus: Vissa av dem vibrerar i rätt frekvens för att rattle dina fönster, men andra lastbilar glider förbi med knappt ett ljud.

För trådlös laddning är en viktig utmaning att se till att sändaren och mottagaren är ordnade på rätt sätt. Om de inte är, kanske deras frekvenser inte matchar exakt, vilket minskar mängden kraft överfört betydligt - eller till och med till noll.

Vår forskningsgrupp jobbar med att utveckla elektroniska komponenter av laddare som kan justeras - som att ställa in en radio - tills resonansfrekvenserna matchar. System som kan ställas in - eller, ännu bättre, som kan märka på egen hand när sändarna och mottagarna inte justeras och justeras automatiskt - blir mycket effektivare.

Till exempel, om en elektrisk bilparkering ovanpå en batteriladdare, helst skulle strömmottagaren och sändaren ställa upp perfekt, i läge att resonera vid samma frekvens. Om föraren parkerade i en vinkel, dock eller för långt framåt eller bakåt, kommer överföringen inte att vara lika effektiv. I så fall känner enheten att strömmen inte överförs så väl som förväntat, och kan justera komponenterna för att variera frekvensen för överföringen för att göra det bättre.

Vårt arbete kommer att anpassas till annan forskning vid andra universitet, utveckla snabbladdningsbatterier och högstyrd elektronik för att förbättra effektiviteten och effektdensiteten för snabb laddning. Det tar tid för alla som arbetar för att bära frukt som gör det till kommersiella marknader, men en riktigt trådlös framtid kommer.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation by Shashank Priya. Läs den ursprungliga artikeln här.