無線充電,聽起來就感覺是來自下一個(gè)世紀(jì)的未來技術(shù)(小編孤陋寡聞了)。其實(shí),早在一個(gè)世紀(jì)之前,人類就已經(jīng)是實(shí)現(xiàn)了無線充電。
圖1. NikolaTesla
1890年,物理學(xué)家尼古拉·特斯拉(NikolaTesla)通過無線輸電,實(shí)現(xiàn)了交流發(fā)電。
圖2. 磁場共振無線充電
2007年,MIT的André Kurs團(tuán)隊(duì)將共振技術(shù)運(yùn)用到電磁波的傳輸上而成功“抓住”了電磁波,為一個(gè)兩米外的60 W燈泡供電,最遠(yuǎn)輸電距離還只能達(dá)到2.7米。
一直以來,研究人員都奮戰(zhàn)在無線充電領(lǐng)域,孜孜不倦。
問題在于:目前無線充電技術(shù)是通過磁感應(yīng)來進(jìn)行充電,將充電器和設(shè)備進(jìn)行調(diào)諧,使其產(chǎn)生共振,這樣只能實(shí)現(xiàn)對放在在固定位置的靜態(tài)電子器件充電,而無法有效應(yīng)用到移動(dòng)的物體上。這顯然是無法滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代需求的!
有鑒于此,斯坦福大學(xué)Shanhui Fan團(tuán)隊(duì)利用傳說中的宇稱-時(shí)間對稱原理,首次實(shí)現(xiàn)了對1米范圍內(nèi)移動(dòng)的電子器件進(jìn)行無線充電!
圖3. 靜態(tài)和移動(dòng)無線充電技術(shù)對比
Assawaworrarit等人運(yùn)用量子力學(xué)中的 “宇稱-時(shí)間對稱” 概念設(shè)計(jì)了一套充電器和LED燈泡之間的耦合電路系統(tǒng),當(dāng)燈泡移動(dòng)到更遠(yuǎn)的位置時(shí),充電器中的放大器將會(huì)提高能量,以抵消遠(yuǎn)距離造成的能量損失。
即使設(shè)備移動(dòng)至距離電源1米遠(yuǎn)的地方,仍然可以繼續(xù)充電。在不減少能量傳輸?shù)那闆r下,充電器的方向可以持續(xù)變化。在不降低亮度的情況下,為持續(xù)移動(dòng)的LED燈泡供電。
總之,這一系統(tǒng)首次在不需要主動(dòng)調(diào)諧的情況下實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)式無線充電,并對未來更遠(yuǎn)距離的無線充電和電動(dòng)汽車的發(fā)展帶來了光明的前景。
1. André Kurs et al. Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances. Science 2007, 317, 83-86.
2. Will Stewart. The Power to Set You Free. Science 2007, 317, 55-56
3. Sid Assawaworrarit, Xiaofang Yu and Shanhui Fan. Robust wireless power transfer using a nonlinear parity–time-symmetric circuit. Nature 2017, 576, 387-390.
4. Geoffroy Lerosey . Applied physics: Wireless power on the move. Nature 2017, 546, 354–355.
5. 百度百科:無線充電技術(shù)
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