Беспроводное зарядное устройство передает энергию на расстояние 30 метров

Мы все привыкли получать данные по беспроводной сети, но передача энергии по воздуху намного сложнее. Теперь корейские инженеры продемонстрировали новую систему, которая использует инфракрасные лазеры для передачи энергии на расстояние до 30 метров, что в конечном итоге может привести к технологии, которая автоматически заряжает ваш телефон, как только вы входите в комнату.

Беспроводная зарядка уже есть в современных телефонах и других устройствах, но функционально она ненамного лучше, чем простое подключение шнура. Устройство обычно должно находиться в док-станции или соприкасаться со специальной поверхностью, и его нельзя перемещать далеко во время зарядки.

Чтобы беспроводная зарядка была действительно полезной, она должна работать на больших расстояниях, отправляя энергию так же, как Wi-Fi отправляет данные.

Ученые работают над этой целью, экспериментируя с передачей микроволн или лазеров на устройства или генерированием электромагнитных полей, которые заполняют комнату, но для этого часто требуется громоздкое и сложное оборудование.

Для нового исследования ученые из Университета Седжонг разработали новую систему беспроводной зарядки, которая использует инфракрасный свет на достаточно большом расстоянии.

Она состоит из двух основных частей: передатчика, который можно установить в комнате, и приемника, который можно встроить в электронные устройства. Передатчик представляет собой оптический источник питания, в котором используется волоконный усилитель, легированный эрбием, который создает луч инфракрасного света с центральной длиной волны 1550 нанометров (нм).

Затем этот луч направляется по воздуху и попадает в приемник, который состоит из ретрорефлектора со сферической линзой. Он фокусирует входящий свет в точку в центре, где находится фотоэлектрический элемент, ожидающий, чтобы поглотить свет и произвести электричество.

Если линия прямой видимости между передатчиком и приемником нарушена, устройство быстро и автоматически переключается в безопасный режим низкой интенсивности.

В ходе испытаний команда ученых смогла передать луч света мощностью 400 мВт на расстояние 30 метров, где приемник размером 10 x 10 мм преобразовал его в электрическую мощность 85 мВт.

Это не так много энергии — может быть, достаточно для питания одного или двух небольших датчиков — но ученые говорят, что ее можно увеличить до точки зарядки повседневной электроники, такой как телефоны. Системы, работающие по тому же принципу, тестируются в масштабе сети, чтобы заменить линии электропередач.

У этой конструкции есть еще несколько преимуществ по сравнению с предыдущими беспроводными системами питания.

Во-первых, она не требует полного ремонта комнаты, как некоторые. Шарообразная форма приемника позволяет ему улавливать входящие лучи с любого направления, а это означает, что передатчику не нужно фиксировать или отслеживать приемник, как в случае с такими вещами, как система Xiaomi Mi Air Charge.

В настоящее время команда инженеров работает над повышением эффективности фотоэлектрического элемента для увеличения выходной электрической мощности, а также над поиском способов одновременной зарядки нескольких устройств.

Исследование было опубликовано в журнале Optics Express.